Il professor Roberto Trotta del Dipartimento di Fisica dell'Imperial College di Londra è un fisico teorico di formazione e un astrofisico di professione. Il suo lavoro esplora come la statistica e l'apprendimento automatico possono aiutarci a trasformare complessi set di dati provenienti dai telescopi sulla Terra e nello spazio in informazioni sulla vita reale.
Quasi quattro anni fa, ha tenuto la sua conferenza inaugurale all'Imperial. Ora è un Visiting Professor che vuole darci la possibilità di apprezzare il cielo e le stelle. Il suo ultimo libro, "Starborn", è stato recentemente presentato come il libro della settimana di BBC Radio 4.
Abbiamo parlato con lui per scoprire cosa apportano all'umanità le stelle, il cielo e tutto ciò che sta in mezzo e perché dovremmo impegnarci a prenderci cura del nostro pianeta per poter ancora guardare le stelle.
L’apprendimento automatico e l’intelligenza artificiale sono diventati essenziali per conoscere il nostro universo. Galileo e altri una volta guardarono attraverso i telescopi e disegnarono ciò che vedevano, e anni dopo all'Osservatorio di Harvard le donne astronomi ispezionarono centinaia di migliaia di stelle e galassie attraverso le immagini. A causa della complessità e della vastità dei dati di cui disponiamo oggi, abbiamo bisogno di computer per estrarre significato scientifico dal diluvio raccolto dai telescopi nello spazio e sulla Terra.
Una delle grandi frontiere all’avanguardia del mio campo è proprio questa. Esploriamo come l'intelligenza artificiale (AI) può comprendere l'universo per noi. Riceviamo sempre più dati in continuazione, ma la domanda è:cosa significa tutto ciò? Ed è qui che entrano in gioco le statistiche e l'apprendimento automatico.
Persone diverse sono interessate a cose diverse. La mia ricerca si concentra su tre aree principali:cosa è successo nella prima frazione di secondo del Big Bang, come si comportano la materia oscura e l'energia oscura e capire di cosa è fatto l'universo.
L'universo è composto per il 25% da materia oscura e per il 70% da energia oscura, che insieme costituiscono ben il 95% dell'universo, ma abbiamo pochi indizi su cosa siano.
Dobbiamo la nostra esistenza all’attrazione gravitazionale della materia oscura. Ha svolto un ruolo cruciale nel consentire la formazione di galassie e stelle, soprattutto alla rapida velocità con cui si sono formate. Siamo abbastanza sicuri che esista la materia oscura, perché vediamo che influenza il modo in cui l'universo si espande e il modo in cui si muovono le galassie. La domanda è:di cosa è fatto?
L’energia oscura è molto più difficile da spiegare. Vediamo l'universo crescere sempre più velocemente e pensiamo che ciò sia causato da una forza repulsiva, un'antigravità. E questo forse è dovuto alla proprietà dello spazio vuoto stesso; man mano che l'universo si espande, crea più spazio vuoto, che a sua volta porta a forze più repulsive, quindi si espande ancora più rapidamente. Pensiamo che questo processo di espansione galoppante sia alimentato dall’energia oscura, ma nessuno capisce di cosa si tratti. E stiamo cercando di scoprirlo.
Ora abbiamo osservazioni risalenti agli albori della storia dell'universo, radiazioni che provengono da 380.000 anni dopo il Big Bang. L'universo ha 13,8 miliardi di anni al suo attivo, quindi 380.000 anni dopo l'inizio sono una frazione della sua età. Grazie a queste osservazioni possiamo tornare quasi all'inizio.
Siamo abbastanza sicuri di poter ricostruire quasi tutto fino a quel momento. Ma cosa succede lì? Questa è la grande domanda.
Pensiamo che l’universo si sia espanso molto, molto velocemente a un ritmo esponenziale in un periodo di tempo molto breve. Chiamiamo quel momento "inflazione" e stiamo cercando di ricostruire come appariva quella piccola frazione di secondo e da cosa è stata innescata.
Anche se si trattava di un'energia molto più elevata di quella che sta accadendo oggi con l'energia oscura, l'effetto era lo stesso:espansione esponenziale. Le due cose potrebbero o meno essere collegate.
Solo il 5% dell'universo è fatto della stessa sostanza di cui siamo fatti tu e io. Questa è una delle grandi domande della fisica. Qual è il resto del materiale e perché esiste? Perché l'universo è così strano?
La scienza è sempre un’impresa collaborativa, quindi si costruisce sulle spalle dei giganti. Ho ricercatori più giovani di grande talento con cui lavoro
me nel mio gruppo e, collettivamente, vogliamo dare risposte a queste domande in un modo che utilizzi tutte le informazioni disponibili nei dati con un risultato di cui ti puoi fidare.
È un metodo molto statistico e computazionale e cerchiamo sempre come ottenere queste informazioni da set di dati complessi.
R – Sì, siamo tutti fatti di polvere di stelle, ma le stelle hanno fatto molto di più per noi. Il libro non tratta della natura fisica delle stelle o della materia oscura o di nessuna delle cose di cui abbiamo parlato finora. Il libro parla dell’impatto culturale che vedere le stelle ha avuto sull’umanità, dal momento in cui l’Homo Sapiens lasciò l’Africa 50.000 anni fa, fino all’intelligenza artificiale di oggi. Le stelle hanno molto di cui rispondere in termini di ispirazione e conoscenza che ci hanno dato.
Stiamo perdendo il cielo e la nostra connessione con il cielo, e potresti chiederti:è importante? Penso che sì, sia molto importante. Quando perdiamo il cielo, perdiamo la consapevolezza del nostro legame profondo che risale alla preistoria.
Adesso siamo molto impegnati, viviamo in città, non alziamo lo sguardo e non ci interessano più le stelle, 150 anni fa si vedeva la Via Lattea da Londra. Ora non si vedono quasi più stelle. Anche dove mi trovo attualmente a Trieste, in Italia, dove il cielo è piuttosto buio, si vedono passare molti satelliti, che secondo alcune stime supereranno in numero le stelle entro il 2030.
Perdendo la connessione, perdi il significato del nostro posto nell’universo e il significato che mantiene per innumerevoli generazioni. Ciò mette in pericolo non solo il presente, ma anche il nostro futuro.
Perdiamo la sensazione di essere un punto blu che fluttua in un vasto, inospitale universo oscuro e di essere lontani da qualsiasi altro luogo che potremmo chiamare casa.
Il nostro pianeta è insostituibile, non esiste un pianeta B e non possiamo colonizzare Marte, non nella scala temporale in cui ne abbiamo bisogno. Dobbiamo agire insieme perché perdere le stelle significa perdere anche noi stessi.
Voglio dare alle persone la possibilità di guardare le stelle ma anche di pensare alla nostra traiettoria e al nostro segno nell'universo. Già 50.000 anni fa modificavamo il nostro ambiente per adattarlo alle nostre esigenze. Ora c’è un senso di pericolo derivante dalla perdita di biodiversità e dal cambiamento climatico. Considerando questa visione molto ampia dell'intero arco della storia dell'uomo e di come le stelle ci hanno guidato, e sperando di guardare le stelle per trovare maggiore ispirazione per il futuro, dovremmo pensare:"Dove andremo da qui?" Piuttosto che andare alle stelle o a Marte, dobbiamo rivendicare l'unicità e la bellezza del nostro posto nell'universo, del nostro pianeta, adesso.
Non sarebbe necessariamente pericoloso, ma saremmo tutti più poveri. Immagina un mondo in cui un velo di nuvole avvolge il cielo, come faccio in Starborn, e nessuno ha mai visto una stella, il sole o la luna. Potrebbe non essere pericoloso, ma certamente non sarebbe altrettanto arricchente.
È qualcosa che ho sempre fatto e ho sempre pensato che fosse mio dovere come scienziato. Voglio restituire un po' di quell'eccitazione, passione ed entusiasmo che noi scienziati abbiamo la fortuna di perseguire come principale linea di lavoro.
È un grande onore condividerlo con il pubblico.
È un onore incredibile, ovviamente, e non me lo aspettavo. Vorrei che il mio libro aiutasse a sfatare il mito di un Pianeta B verso cui possiamo fuggire e contribuisse al dibattito sull'urgenza di proteggere il nostro pianeta.
Dobbiamo prestare attenzione a ciò che sta accadendo qui e ora, la prossima generazione non avrà le stelle e potrebbe non avere nemmeno un pianeta su cui vivere. Per me, questo è il messaggio importante.
Ulteriori informazioni: Starborn:come ci hanno creato le stelle (e chi saremmo senza di loro). www.hachettebookgroup.com/titl…76/?lens=libri-base
Fornito dall'Imperial College London
