venerdì 15 gennaio 2010

Il paradosso di Fermi

I search for things that are taking me high and far out of reach
But this is the place I call my home
I live with the lies and the fear all alone.

(Nothingness, L.C.)

Come promesso, eccoci al paradosso di Fermi.

Intro: Where are they?
L’età dell’universo, la sua dimensione apparente e l’altissimo numero di stelle suggerirebbero l’idea dell’esistenza di molti pianeti simili alla Terra, in grado di favorire lo sviluppo di civiltà evolute.
Ma dove sono le prove?
In una discussione informale del 1950, Enrico Fermi propose una sua visione del problema; essenzialmente, si trattava del conflitto tra una “presunta” alta probabilità a favore dell’esistenza di civiltà extraterrestri, l’”argomento di scala” e l’assoluta mancanza di prove.
Partiamo dall’argomento di scala. Nella Via Lattea ci sono all’incirca 250 miliardi di stelle e la bellezza di 70 sestilioni (7 x 10^22) nell’universo visibile. Da questo seguirebbe che, per quanto possa essere rara la vita intelligente, dovrebbe comunque esistere un discreto numero di pianeti ospitanti civiltà, anche entro i limiti della nostra galassia. Si tratta di una argomentazione che poggia sul principio di mediocrità (in perfetta antitesi con il principio di rarità), il quale afferma che la Terra non è speciale, è un semplice pianeta soggetto alle stesse leggi che varrebbero in qualsiasi altro angolo del nostro cosmo. Ma, se è vero che le forme di vita intelligenti (ma anche non-intelligenti, basti pensare al comportamento dei virus) hanno una forte tendenza a colonizzare nuovi habitat alla ricerca di risorse per la sopravvivenza, dovrebbero essere spinte a colonizzare prima il loro sistema stellare e poi, tutti i sistemi circostanti. Poiché non ci sono prove certificabili né sulla Terra, né altrove, dell’esistenza di forme di vita aliene in ben 13,7 miliardi di anni di storia dell’universo, si potrebbe supporre che, o la vita intelligente è estremamente rara o le nostre ipotesi riguardo il comportamento in generale delle specie sono imperfette.

Se i viaggi interstellari fossero possibili (e supponiamo che lo siano), un intervallo di tempo dai 5 ai 50 milioni di anni sarebbe sufficiente per colonizzare la galassia. Da qui la domanda di Fermi: “perché non sono già arrivati?”. La quantità di tempo considerata è piccola rispetto ad una scala geologica e lo è ancora di più rispetto ad una cosmologica. Del resto, sono tantissime le stelle con una età superiore a quella del nostro sole e, tantissime forme di vita avrebbero potuto nascere altrove, parecchio tempo prima della comparsa della vita sulla Terra.
Supponiamo anche che gli alieni siano tutti pacifici, che a differenza di noi terrestri non siano assolutamente dell’opinione mors tua vita mea, avrebbero comunque potuto costruire delle sonde esplorative, semplicemente per il gusto della scoperta. Tuttavia, nessun segno di esplorazione ci è mai pervenuto.

Un pò di storia
Nel 1950, Fermi lavorava al Los Alamos National Laboratory. Durante un pranzo con i colleghi Emil Konopinski, Ed Teller ed Herbert York ci fu un dibattito che portò alla nascita del suo famoso paradosso (un mio professore affermava che è stata una semplice discussione sulla quale si è ricamato un pò troppo...voi ovviamente fate le vostre considerazioni). Inizialmente, il tono della discussione fu molto scherzoso; si parlava di avvistamenti UFO, del fumetto di Alan Dunn, niente di serio. Poi, lentamente, la discussione si fece sempre più interessante. Alcuni testimoni affermarono che Fermi iniziò a fare dei rapidi calcoli con i pochi dati a disposizione (era noto per questa sua straordinaria capacità – vedi il problema di Fermi – che ancora adesso ispira molti tentativi di imitazione. Peppe ne sa qualcosa). Alla fin fine concluse che avremmo dovuto ricevere le prime visite già da molto tempo. Considerate quanto è curioso questo fatto: quattro scienziati a tavola che parlando e scherzando del più e del meno partoriscono idee e teorie senza alcuno sforzo. Le pizze con i colleghi (per quanto fisici possano essere) non sono mai proficue fino a questo punto e, forse è una fortuna. Immaginate di rimanere con la forchetta a mezz’aria mentre il genio che vi sta seduto di fronte caccia dalla tasca penna e taccuino e inizia a fare tutta una serie di conti che inizialmente non capirete e di cui probabilmente lì per lì non vi interesserà un bel niente. Magari poi scoprirete che da tutto quell’armeggiare fatto dal rompiballe è venuto fuori un articolo scientifico di una certa importanza.
E così è stato...in un certo senso. Nel 1975 Michael Hart pubblicò un articolo che è un esame più approfondito della questione (paradosso di Fermi-Hart). Altra conseguenza delle speculazioni di Fermi fu l’equazione di Drake.

L’equazione di Drake
L’equazione di Drake, proposta negli anni ’60, è una formula maschia* che partendo da un ragionamento speculativo formalizza e quantifica la possibilità di vita extraterrestre e il numero di civiltà aliene nella nostra galassia con le quali potremmo entrare in contatto. Si tratta di un calcolo di probabilità, supponendo che i pianeti dove può nascere la vita non si influenzino l'un l'altro.

N = R* x fp x ne x fl x fi x fc x fm x L
Dove:
N è il numero di civiltà extraterrestri evolute presenti oggi nella Galassia
R* è il tasso medio di formazione stellare nella Via Lattea
fp è la frazione di stelle che possiedono pianeti
ne è il numero di pianeti per sistema solare in condizione di ospitare forme di vita
fl è la frazione dei pianeti ne che ha effettivamente sviluppato la vita
fi è la frazione dei pianeti fl su cui si sono evoluti esseri intelligenti
fc è la frazione di civiltà extraterrestri in grado (e con la volontà) di comunicare
fm è la frazione di civiltà in grado di raggiungere e colonizzare più pianeti (non sempre considerata)
L è la stima della durata di queste civiltà evolute (cit. Equazione di Drake).


Conclusioni
Qualora non fossero possibili i viaggi interstellari, rimane comunque la questione del grande silenzio: perché non rileviamo nemmeno le trasmissioni radio?
Vogliamo fare un pò di stime? E’ stato stimato che ci sono circa 10^10 pianeti abitabili nella nostra galassia e 10^20 pianeti analoghi nell’intero universo visibile. Ma vanno considerati alcuni fattori:
- quanto è probabile che la vita evolva fino ad una forma intelligente paragonabile a quella umana?
- e una volta nata, quanto tempo può passare prima della sua completa estinzione?
Qui potrebbe subentrare il principio di pochezza e cioè, non ne sappiamo abbastanza.
Il progetto SETI, partito negli anni ’60 e tuttora in corso, è volto alla ricerca di segnali radio provenienti da civiltà aliene (ricordate il film Contact?) e non dimentichiamo che l’esobiologia è un nuovo ed attivissimo campo di studi. Non è ancora detto che qualcuno non possa un giorno risponderci.

Fonti: Fermi Paradox;
Estropico.

*un giorno vi spiegherò cosa intendo per formula maschia.

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