LO STRANO SILENZIO DELL'UNIVERSO: perchè non abbiamo ancora incontrato E.T.

Dopo cinquant'anni di ricerche, ancora nessun segnale da ipotetiche civiltà extraterrestri. Dal paradosso di Fermi all'equazione di Drake fino alla teoria del multiverso, tutte le possibili spiegazioni della scienza allo "strano silenzio" dell'universo.

Il primo a porre seriamente la questione fu l’italiano Enrico Fermi: “Se gli extraterrestri esistono, dove sono tutti quanti?”. Una domanda posta ai colleghi fisici in una pausa pranzo ai laboratori di Los Alamos, dove si lavorava al programma nucleare americano: era la fine degli anni ’40 e si cominciava a parlare di UFO. Gli scienziati atomici discussero della questione, concludendo che i dischi volanti potevano essere difficilmente ricondotti all’attività di intelligenze aliene. Ma da buoni scienziati, Fermi e i suoi colleghi si posero il problema di capire se, almeno teoricamente, l’universo potesse ospitare civiltà extraterrestri. E qui nacque il cosiddetto paradosso di Fermi: se l’universo esiste da quasi 15 miliardi di anni, dovrebbe avere avuto tutto il tempo per permettere la nascita e l’evoluzione di numerosissime civiltà extraterrestri; ma, in tal caso, perché ancora non ci hanno fatto visita? Il tempo per lanciarsi in lunghissime crociere spaziali lo avrebbero avuto. Ci si aspetterebbe di affacciarsi su un universo brulicante di vita intelligente. Invece niente.

Sull’argomento torna ora uno dei più eminenti astrofisici viventi, Paul Davies, brillante divulgatore i cui libri sono stati pubblicati con successo anche in Italia. Edito nel 2010, il suo volume The Eerie Silence (“Un misterioso silenzio”) uscirà il mese prossimo anche da noi, col titolo Uno strano silenzio (Codice Edizioni). Il titolo, emblematico, è quasi una parafrasi del paradosso di Fermi. Quando, poco più di cinquant’anni fa, due astronomi proposero di ascoltare le onde radio provenienti dallo spazio per verificare se tra esse ci fossero segnali intelligenti, molti si aspettavano di intercettare subito un vero e proprio brulicare di comunicazioni tra stelle e pianeti. Invece, dopo decenni di ascolto, finora non abbiamo trovato nulla. Non solo gli extraterrestri non si vedono, ma non si sentono neanche.

Un’equazione per contare le civiltà extraterrestri

Eppure, alcuni importanti scienziati e divulgatori si sono messi a calcolare le probabilità che la vita intelligente si sia sviluppata altrove, nella nostra galassia e nel nostro universo; e ne sono uscite soluzioni interessanti. La più famosa è nota come “equazione di Drake” ed è stata concepita dall’astronomo americano Frank Drake nel 1961. Invitato a parlare a una conferenza sulle probabilità di vita nell’universo, Drake decise di trattare la questione affrontandola per punti: ma poiché, da buon scienziato, aveva una mente matematica, i punti della discussione vennero sintetizzati in un’equazione che è la seguente:

N=R_*f_pn_ef_lf_if_cL

Niente panico! Si tratta infatti di un’equazione nata “per gioco”: N rappresenta il numero di civiltà extraterrestri nella galassia che sono in grado di comunicare con noi. Questo valore è dato dai fattori R_*, che rappresenta il tasso di formazione stellare nella nostra galassia; f_p ossia la percentuale di stelle che possiedono pianeti; n_e, cioè il numero di pianeti orbitanti intorno a una stella capaci di ospitare la vita; f_l che indica la percentuale dei pianeti di n_e dove la vita si è evoluta; f_i che sta a indicare la percentuale di f_l dove si è evoluta la vita intelligente; f_c ,vale a dire la percentuale di f_i dove si è sviluppata una tecnologia che permetta le comunicazioni radio; e infine L, la durata media di una civiltà che sia in grado di comunicare con altre sparse nella galassia.

Il numero di pianeti

 della nostra galassia

 in cui è in essere una

 civiltà tecnologica è

 di circa 530.000

Isaac Asimov, 1979 

Se ora pensate di avere tutti i dati per calcolare il numero di civiltà extraterrestri con cui entrare in comunicazione, vi sbagliate di grosso. Di fatto, conosciamo con esattezza un solo termine, il primo. Per gli altri, tiriamo a indovinare (o quasi). Fino alla metà degli anni ’90, per esempio, non avevamo alcuna certezza che le altre stelle possedessero intorno a sé dei pianeti, come nel nostro sistema solare. Lo ipotizzavamo, sia per modestia – perché il nostro sistema solare dovrebbe essere unico? – sia perché le teorie sulla formazione del nostro sistema planetario sembravano adattarsi bene anche alle altre stelle. Ma “vedere” pianeti extrasolari non è semplice: nemmeno oggi li vediamo direttamente, ma strumenti di rilevamento più potenti e importanti programmi d’osservazione dallo spazio ci hanno permesso di individuare centinaia di pianeti extrasolari, alcuni più grandi di Giove, ma altri simili alla Terra. Insomma, f_p è un numero molto grande: sembra che la stragrande maggioranza delle stelle, tutto sommato, abbia il suo contorno di pianeti.

Il problema successivo, però, è molto più complesso: è possibile che su quei pianeti si sviluppi la vita? Teoricamente, la vita come la conosciamo ha bisogno solo di due cose: ossigeno e acqua allo stato liquido. Probabilmente, possono esistere forme di vita che sguazzano in ambienti per noi invivibili; ma non prendiamoli in considerazione. Pianeti con queste caratteristiche sembrano esistore a bizzeffe. Questo vuol dire che su di essi si sviluppi inevitabilmente la vita? No. In realtà, molti scienziati ritengono che la nascita della vita complessa – e poi intelligente – sulla Terra sia un evento quasi fortuito. La possibilità che quest’eventualità si ripeta altrove è molto scarsa; ma poiché stiamo parlando di grandi numeri, non è una probabilità nulla. Qui però entriamo nel campo delle mere ipotesi.

Qualcuno molto qualificato ha tuttavia provato a riempire la formula di Drake con numeri reali. L’astronomo americano Carl Sagan, nella famosa trasmissione televisiva da lui condotta, Cosmos (una sorta di “Quark” made in Usa), propendeva per il pessimismo, giungendo a calcolare non più di 10 civiltà aliene con le quali potremmo in questo momento entrare in contatto, se ne avessimo i mezzi. Un calcolo più ottimistico è stato compiuto dal famoso scrittore di fantascienza e grande divulgatore Isaac Asimov: nel suo saggio Civiltà extraterrestri (1979), un classico sull’argomento, ancora attualissimo nonostante la ricerca abbia fatto enormi passi avanti, Asimov stimava per il termine “N” di Drake un numero enorme: 530.000 civiltà intelligenti sarebbero presenti nella galassia in questo stesso momento. Ma resta allora la domanda: dove sono tutte quante?

Ascoltare l’universo in cerca di un segnale

Ipotizziamo che il limite della velocità luce (o di quella dei neutrini…) non sia valicabile in nessun modo. È stato calcolato che una civiltà intelligente, anche viaggiando molto al di sotto della velocità della luce, impiegherebbe meno di dieci milioni di anni per visitare l’intera galassia: una frazione trascurabile rispetto ai miliardi di anni di vita della Via Lattea. Eppure, non abbiamo ancora tracce di visite extraterrestri, volendo escludere gli UFO. Non ci resta che provare ad ascoltare il cielo per intercettare eventuali segnali intelligenti. Non è necessario produrli con consapevolezza: le onde elettromagnetiche viaggiano nel vuoto cosmico alla velocità della luce a bassissima energia e le normali trasmissioni televisive possono arrivare ad anni-luce di distanza. Così come gi abitanti di Epsilon Eridani dovrebbero poter intercettare in questo momento le immagini dell’11 settembre 2001 (la stella in questione è a circa 10 anni-luce dalla Terra), così noi dovremmo riuscire a captare le loro canzoni trasmesse in modulazione di frequenza o le immagini di un quiz televisivo alieno.

L’universo delle radiofrequenze, tuttavia, è immenso. Dove cercare con esattezza? Non basta infatti puntare i radiotelescopi verso stelle specifiche, ma cercare questi segnali intelligenti all’interno di frequenze ben precise. Alla fine degli anni ’50 sulla rivista Nature gli astronomi Giuseppe Conconi e Philips Morrison proposero di cercare sulla frequenza 1420 MHz, che corrisponde a una lunghezza d’onda di21 centimetri. È la frequenza d’emissione dell’idrogeno, l’elemento più comune dell’universo. Un’altra possibilità è la frequenza di 1665 MHz, a una lunghezza d’onda di 18 centimetri: la frequenza d’emissione dell’ossidrile. Perché? Perché unendo idrogeno e ossidrile viene fuori l’acqua, che riteniamo essere la base della vita nell’universo. Se una civiltà extraterrestre volesse farsi riconoscere, riteniamo che dovrebbe farlo in questa “finestra” d’emissione nota come “water hole”. Un termine che rimanda all’immagine di una pozza d’acqua nel deserto sterile del nostro cosmo, ma che vuol dire anche “buco nell’acqua”.

Alcune soluzioni al paradosso di Fermi

Il fisico e cosmologo inglese Paul Davies

In effetti, molti temono che il progetto SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), che si barcamena tra croniche mancanze di fondi e inevitabile scetticismo, si concluda con un buco nell’acqua. Dopo cinquant’anni d’ascolto, da quel “water hole” non è uscito fuori nessun segnale intelligente. È per questo che il fisico Paul Davies ha parlato di uno “strano silenzio”. Nel suo libro, avanza alcune ipotesi in proposito. Per esempio, la maggior parte delle civiltà intelligenti nell’universo potrebbero essere così diverse da noi da non essere interessate alla comunicazione interstellare. Fondamentalmente, il cosmo brulicherebbe di alieni con i quali non varrebbe la pena scambiare quattro chiacchiere. Ma un’altra spiegazione è ancora più inquietante e riporta all’ultimo fattore dell’equazione di Drake, “L”: la durata media di vita di una civiltà intelligente. Chi dice che siamo destinati a vivere in eterno, o comunque a perdurare per un bel pezzo? Forse, stiamo procedendo speditamente verso l’autodistruzione. Una tesi condivisa da Drake e da Asimov, e in parte anche da Davies: forse le civiltà intelligenti sono votate all’autodistruzione entro poche centinaia d’anni. Per questo, non c’è abbastanza tempo per stabilire una comunicazione. E allora, il silenzio dell’universo diventa davvero inquietante, come suggerisce il titolo inglese del libro.

C’è anche una soluzione ottimistica all’onnipresente paradosso di Fermi, che lascia un po’ spazio alla fantascienza: forse, come in Star Trek, le civiltà davvero intelligenti (a differenza nostra) della galassia sono confederate in una grande ONU spaziale e vigilano sulle specie che si stanno gradualmente affacciando all’universo, come la razza umana. Appena saremo degni, usciranno allo scoperto proponendoci di aderire al loro ristretto club interstellare. È una tesi che affascina anche Davies. Ma il più grande fisico teorico oggi vivente, l’inglese Stephen Hawking, non la pensa allo stesso modo. Hawking ha a più riprese messo in guardia da potenziali civiltà extraterrestri che potremo scoprire: “Il contatto con la vita aliena potrebbe essere disastroso per la razza umana”. Dopo tutto, potrebbero comportarsi come gli europei quando giunsero per la prima volta in America: come le civiltà precolombiane di allora, anche la nostra razza potrebbe estinguersi sotto il peso schiacciante della superiorità tecnologica dell’invasore. Secondo Hawking, quindi, anche se gli alieni quasi certamente ci sono, è meglio non incontrarli.

Una teoria ancora più avanzata prende spunto da quella che è oggi una delle più affascinanti tesi cosmologiche: quella del multiverso. Il nostro universo non sarebbe che uno degli infiniti universi esistenti. Questa bizzarra ipotesi è in realtà oggi accettata da un numero crescente di scienziati perché spiegherebbe alcune curiose coincidenze del nostro universo. Le costanti fondamentali che regolano il cosmo sono infatti assai particolari: se differissero di meno dell’1% dal valore che possiedono, la vita come la conosciamo non si sarebbe potuta evolvere. Questa strana coincidenza è stata spiegata con diverse teorie, tra cui il controverso “principio antropico” di John Barrow e Frank Tipler che, nella sua forma estrema, sostiene che l’universo è così perché fin dalla sua nascita era previsto che desse vita alla razza umana. Egoismo antropocentrico? Forse, ma la teoria regge. In questo caso, non potrebbero esistere nel nostro universo altre civiltà. Ma se il nostro fosse solo uno dei tanti universi, non solo verrebbe a cadere l’antropocentrismo implicito nel ragionamento di Barrow e Tipler, ma si spiegherebbero meglio queste coincidenze e sarebbe possibile immaginare infinite civiltà extraterrestri, ciascuna dominante nel suo universo confezionato “su misura”. Peccato che non potremo mai entrare in contatto con loro.

Certo, esiste anche un’ultima soluzione. È quella di Fermi o di Stephen Webb, che all’argomento ha dedicato un libro definitivo: Se l’universo brulica di alieni… dove sono tutti quanti? Webb propone 49 soluzioni al quesito, riservandosi una cinquantesima per sé: la peggiore. Siamo davvero soli e l’universo, per citare Carl Sagan, non è che un enorme spreco di spazio.

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