Il Tredicesimo Cavaliere

Scienze dello Spazio e altre storie

Asteroidi cometari o comete asteroidali?

Mi piace andare a curiosare tra le pieghe del passato su che cosa gli studiosi (guai usare il termine scienziato… ma io credo che sia il termine giusto anche per loro!) pensavano riguardo a fenomeni che oggi sembrano non avere più segreti. Sembra, perché in realtà la conoscenza completa non viene mai raggiunta (per fortuna!) ma ogni nuovo dato è la pista di lancio per ulteriori indagini.

Le comete, ad esempio, sono uno spettacolare fenomeno che di tanto in tanto il cielo ci offre, fenomeno che ha ispirato leggende fin dai tempi più antichi. Secondo i miti greci, la cometa rappresenta la chioma disciolta della regina Merope, una delle sette figlie di Atlante e Pleione, raffigurate nel firmamento dalle Pleiadi. Merope si distingue però dalle altre perché brilla di luce rossa: si vergogna, racconta la leggenda, per essere stata l’unica tra le sue sorelle ad avere sposato un comune mortale, Sisifo; di lui si dice che fu talmente furbo e privo di scrupoli, da riuscire a beffare non solo gli uomini e gli dei, ma anche la Morte.

Igino presenta così Merope nel poema “Miti”, 192-194:

Perciò, espulsa dal coro delle sorelle,
triste si discioglie le chiome, e viene detta cometa
oppure longode, perché si estende in lunghezza.

Spesso il passaggio di una cometa coincideva, o veniva fatto coincidere, con un evento straordinario (basti ricordare la “suggestiva” cometa nell’anno di nascita di Gesù) oppure commemorava un personaggio importante: Ovidio nelle Metamorfosi, celebrando l’apoteosi di Giulio Cesare e dell’imperatore Augusto, accomuna entrambi ad una cometa.

I testi del passato non ci riferiscono solo testimonianze emotive legate alle comete; ci furono scrittori, studiosi e filosofi che tentarono di spiegare il fenomeno da un punto di vista oggettivo, più razionale, quasi scientifico: testimonianze da cui traspare, però, la consapevolezza di essere ancora inadeguati per poter dare risposte significative.

Lucio Anneo Seneca scrive in “Naturales Questiones”:

Non stupiamoci se ancora si ignori la legge del movimento delle comete, che appaiono così raramente; e che ancora non si conosca il principio e la fine della rivoluzione degli astri a così enorme distanza. Non sono nemmeno cinquecento anni che la Grecia ha contato le stelle e ha dato loro dei nomi […]. Verrà il giorno che attraverso uno studio di parecchi secoli i fenomeni attualmente nascosti ci appariranno evidenti; e i nostri posteri si meraviglieranno che ci siano sfuggite delle verità così chiare.

 Ed oggi “i posteri” quanto sanno riguardo a questi oggetti simili agli asteroidi?

Per la gioia dei sostenitori di un’origine extraterrestre della vita, ecco ciò che nel 2010 Nir Goldman del Lawrence Livermore National Laboratory ipotizzò: l’impatto di una cometa sulla Terra in via di formazione avrebbe potuto produrre i componenti base della vita, gli amminoacidi. Dopo aver utilizzato programmi di simulazione di tale fenomeno al computer, ora Goldman, con colleghi dell’Imperial College London e l’Università del Kent, ha iniziato a sperimentare il processo in laboratorio. Ha sparato alla velocità di 7.15 km/s un proiettile di acciaio all’interno di un miscuglio a base dei componenti ghiacciati trovati in una cometa (acqua, ammoniaca, metano, biossido di carbonio), l’impatto ha generato il grado di energia necessario a produrre numerosi tipi di amminoacidi costituenti le proteine, amminoacidi non proteici ed anche i loro precursori. Questo potrebbe supportare l’ipotesi che l’inizio del processo di costruzione della vita sarebbe iniziato nel periodo del Bombardamento Pesante (Late Heavy Bombardment) tra i 4.1 e i 3.8 miliardi di anni fa, quando le collisioni erano diffuse nel sistema solare interno.

 fig.2Fig. 1 Le comete contengono composti come acqua, ammoniaca, metanolo e anidride carbonica, fornendo così le materie prime che, al momento dell’impatto con la Terra primordiale, avrebbe prodotto un abbondante approvvigionamento di energia per produrre amminoacidi e far ripartire la vita. Credit to: Lawrence Livermore National Laboratory.

 In effetti le comete sono corpi ricchi di ghiaccio di diversa natura chimica, che al calore del sole sublima, rendendo visibili le caratteristiche che le contraddistinguono, la chioma e la coda. Tuttavia, la maggior parte della massa di una cometa è contenuta all’interno di un nucleo centrale relativamente piccolo e di grande interesse scientifico per la sua probabile identità con i planetesimi delle regioni esterne del disco protoplanetario. Planetesimi cometari formatisi vicino a Urano e Nettuno dovrebbero essere stati assorbiti da questi pianeti o scagliati lontano, perfino espulsi dal Sistema Solare, da una sorta di fionda gravitazionale, dovuta a perturbazioni generate da oggetti esterni e si sarebbero concentrate in quella zona, ancora teorica, chiamata “nube di Oort”. Invece, planetesimi al di là dell’orbita di Nettuno, immuni dai disturbi gravitazionali dei due pianeti, sarebbero rimasti nel luogo di formazione ed oggi sono visibili nella fascia di Kuiper. Sono queste due zone ad agire come un serbatoio di comete, di breve periodo la seconda e di lungo periodo la prima.

 Si sa anche che non tutte le comete raggiungono il Sole. E questo perché nel loro percorso di avvicinamento incontrano dei punti critici in cui rischiano la frantumazione, i Red Line. Tali linee sono indicate dal punto di distanza dal Sole a cui altre comete, ormai diventate campione, si sono disintegrate. Queste sono riportate nel grafico delle Curve di Luce Secolare, ovvero i grafici che mostrano la variazione di luminosità nella storia di una cometa. Il superamento di tutte queste zone critiche, senza un elevato grado di destabilizzazione, permetterà alla cometa di rendersi visibile, talvolta anche ad occhio nudo.

 E riuscirà ISON a superare tutte le Red Line e salire sul podio della cometa del secolo? Mah, siamo solo al 13° anno del nuovo secolo e vista la variabilità di comportamento di questi oggetti, è un po’ azzardato assegnarle questo primato! Comunque, la cometa è ora visibile ad occhio nudo dal 17 novembre al mattino prima dell’alba, dal momento che ha superato il tratto più critico tra il 2 e il 7 novembre, quando ha attraversato in 6 giorni ben 5 linee rosse. Dopo il 28 novembre, supponendo che sopravviva intatta al suo eccezionale passaggio vicino al Sole, dovrebbe esserlo la sera dopo il tramonto.

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Fig.2 Il grafico illustra la curva di luce secolare della cometa Ison e le Red Line  presenti lungo il suo percorso verso il Sole.(doppio click per allargare)

 

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Fig. 3 Il grafico illustra la curva di luce secolare della cometa Ison al suo passaggio al perielio. (doppio click per allargare)

 

Ignacio Ferrin e il suo team dell’Università of Antioquia (Medellin, Colombia) hanno scoperto che la fascia principale di asteroidi (MBC) tra Marte e Giove, è un enorme cimitero di rocce cometarie inattive o estinte. Gli oggetti che la compongono hanno tutti orbite di tipo asteroidale, ma molti si comportano come comete, sublimando i ghiacci che li compongono, nascosti in profondità vicino al nucleo. È stata rintracciata su di essi una nuova attività, in conseguenza di leggere modifiche della temperatura, verificatesi per perturbazioni gravitazionali di Giove, che hanno comportato uno spostamento delle loro orbite un po’ più vicino al Sole.

Una diminuzione nella distanza al perielio comporta una variazione nella quantità di energia ricevuta. Le comete con un raggio tra i 50-150 metri generalmente hanno sublimato tutto il ghiaccio presente e quindi sono completamente estinte. Ma oggetti con un nucleo un po’ più grande possono resistere alla sublimazione ad una determinata profondità e divenire così quiescenti fino ad un nuovo apporto di energia. Il team sostiene che negli ultimi tempi i nuclei cometari quiescenti nella fascia principale degli asteroidi hanno diminuito la loro distanza al perielio e così la maggior parte di questi ha rinvigorito la propria attività sia in perielio che subito dopo di questo, a differenza delle comete classiche che presentano il culmine della loro sublimazione prima di raggiungerlo. Tale lavoro si presenta come un’ipotesi alternativa a quella che considera responsabili della ripresa di attività delle vecchie comete il vento solare o le collisioni nella fascia degli asteroidi.

fig.1

Fig.4 Queste illustrazioni mostrano la cintura di asteroidi al giorno d’oggi e nel primo Sistema Solare, collocata tra il Sole (al centro) e i quattro pianeti terrestri (vicino al Sole) e Giove (in basso a destra). L’immagine in alto mostra il modello convenzionale per la fascia di asteroidi, in gran parte composto di materiale roccioso. L’immagine centrale mostra il modello proposto, con un piccolo numero di comete attive ed una popolazione di comete dormienti. Il diagramma in basso mostra come la cintura di asteroidi potrebbe essersi presentata nel Sistema Solare, con vigorosa attività cometaria.

Credit: Ignacio Ferrin / Università di Antioquia (doppio click per allargare)

 

Potrebbe confermare questa ipotesi anche ciò che sta accadendo a P/2013 P5, asteroide di tale fascia che è subito apparso anomalo, in quanto circondato da un alone nebuloso e lattiginoso, simile a quello di una cometa. Per indagare su tale comportamento è stato utilizzato il telescopio spaziale Hubble, che nel settembre scorso ha fornito foto dell’oggetto a distanza di tredici giorni. Risultato: P/2013 P5 emette nello spazio non uno ma ben sei flussi di materia, lunghi alcune migliaia di chilometri e disposti a ventaglio intorno al nucleo centrale.

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Fig.5 Immagini dell’“asteroide P/2013 P5” riprese il 10 settembre (a sinistra) e il 23 settembre (a destra) dal telescopio spaziale Hubble. (NASA/ESA). Credit: David Jewitt – UCLA (doppio click per allargare)

 

David Jewitt, del Department of Earth and Space Sciences (University of California, Los Angeles – UCLA), sostiene che la causa non sia stato sicuramente l’impatto con un altro corpo roccioso, perché lo avrebbe disintegrato o comunque ne avrebbe disseminato i detriti in modo radiale. L’ipotesi più plausibile è che l’irraggiamento solare abbia indotto su questo corpo celeste il cosiddetto effetto YORP (Yarkovsky–O’Keefe–Radzievskii–Paddack) un insieme di fattori che, in aggiunta al calore proveniente dal Sole, assorbito in modo eterogeneo (maggiore sul lato illuminato e minore sul lato in ombra), hanno influito sulla variazione della velocità di rotazione dell’asteroide. In conseguenza di ciò il corpo potrebbe aver subito la destabilizzazione dell’equilibrio tra la sua debole forza gravitazionale e la forza centrifuga, aumentata per l’incremento della velocità di rotazione. A questo punto, i materiali disgregati si sarebbero distribuiti lungo il piano equatoriale di rotazione, per disperdersi poi nello spazio formando le code “cometarie” osservate.

 Quindi non più solo due fasce-serbatoio di comete, ma ben tre!

 SIMONETTA ERCOLI

Fonti:

1) Centauri Dreams, ‘Graveyard Comets’ in the Asteroid Belt by Paul Gilster on August 7, 2013

2) Centauri Dreams, Comet Impacts and the Origin of Life by Paul Gilster on September 17, 2013

3) Ferrin et al., “The location of Asteroidal Belt Comets (ABCs) in a comets’ evolutionary diagram: The Lazarus Comets,” in press at Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

4) THE EXTRAORDINARY MULTI-TAILED MAIN-BELT COMET P/2013 P5 by David Jewitt

The Astrophysical Journal Letters, 778:L21 (4pp), 2013 November 2013

http://astronomia.udea.edu.co/cometspage/REDLINES.html

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1305/1305.2621.pdf

http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/P2013P5.html

25 novembre 2013 Posted by | Astrofisica, News, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , , | Lascia un commento

La Buona Cucina, lo Zen e l’Arte di Manutenzione dell’Universo

libroUna folta schiera di astronomi cerca nelle profondità dello spazio le vestigia di civiltà perdute. Qui sulla Terra, nel nostro piccolo, noi del Tredicesimo Cavaliere cerchiamo elementi che ci consentano di allargare la comprensione del Mongai-pensiero. Abbiamo scoperto che il Nostro, una quindicina di anni fa, fu invitato a tenere un intervento ad un convegno scientifico del CNR che si svolse a Stromboli, dal titolo “The Bridge Between the Big Bang and Biology (Stars, Planetary Sistems, Atmospheres, Volcanoes: Their ink To Life)”. Ad invitarlo fu il professor Franco Giovannelli, organizzatore del convegno stesso ed uno dei suoi lettori.

L’intervento di Mongai aveva per titolo “La Buona Cucina, lo Zen e l’Arte di Manutenzione dell’Universo. Uno Strumento per la lotta all’Entropia.”

L’intervento era un “talk” che fu tenuto in inglese e successivamente pubblicato negli atti del convegno, dopo la cena finale del convegno stesso. Uno degli scienziati organizzatori il prof. John Beckman, astrofisico e responsabile dell’Istituto di Astrofisica delle Canarie, Tenerife, lo ha definito: “…perhaps the most revealing talk of the whole meeting was Mongai’s treatment of the key role of cookery in human society and of money as an amplifier of human activity: features which should be the hallmarks of any adequately structured life form” (pag.432).

E’ certo quindi che non si tratti di un falso. Lo ho esaminato io stesso e mi sento di affermare che si tratta senz’altro di un vero frammento del Grande Mosaico, saporito ma digeribile, e vagamente etilico, come sempre. Per i lettori più sensibili leggerlo tutto d’un fiato può rivelarsi un’esperienza estatica, e il mio consiglio è di non farsela scappare. Tuttavia non vogliamo obbligare a tanto i meno smaliziati, e quindi abbiamo deciso di offrire in lettura diretta a tutti la prima parte del testo, poi chi vorrà potrà continuare agendo sull’apposito pulsante. Buona fortuna. (RF)

massimo-mongai2Signore e signori, buonasera. Mi chiamo Massimo Mongai e come probabilmente saprete io non sono uno scienziato, ma un italiano scrittore di romanzi di fantascienza. Esordisco quindi subito con quella che i miei antenati romani chiamavano “captatio benevolentiae”, il tentativo di catturare la benevolenza del pubblico. Sarò esplicito: abbiate pietà di me. Non solo non sono uno scienziato ma non sono nemmeno abituato a parlare in pubblico e, poi, parlare di un argomento come quello indicato dal titolo, beh, forse nell’accettare di farlo ho esagerato. Ma è la storia della mia vita esagerare, di nuovo quindi abbiate comprensione e pietà.

Cominciamo dalle definizioni dei nostri lavori, scienziati voi, scrittore di fantascienza io. La parola scienza ci accomuna in parte nella definizione ed anche voi scrivete: di scienza anche se non di fiction, o non delle due cose insieme; è evidente però che il vostro modo di scrivere è radicalmente diverso dal mio.

Ma una cosa l’abbiamo in comune. Io ad esempio se voglio descrivere i pianeti di Altair o di Deneb non ho bisogno di verificare “scientificamente” se intorno ad Altair o Deneb ci sono o no dei pianeti. Se mi serve, se mi va, scrivo che ci sono e basta. Non solo: poi ci metto l’atmosfera che mi pare e perfino le forme di vita che mi pare. Faccio il gioco di Dio, che sulla carta è facile. Però se una qualche sonda, un qualche telescopio, un qualche scienziato scopre che così di sicuro non è, che non ci sono pianeti intorno ad Altair, allora dovrò scegliere un altra stella per ambientare i miei pianeti e la mia storia.

Questa è una delle prime regole dello scrivere di fantascienza, codificata per quel che so, da Isaac Asimov che era al tempo stesso uno scrittore di fantascienza ed uno scienziato: uno scrittore di fantascienza deve comunque rispettare (e quindi conoscere in gran parte) le conoscenze scientifiche del momento in cui scrive. Questo vuol dire che se voglio scrivere in un romanzo di fantascienza la storia di un vampiro potrò parlare di un mutante, o di un essere umano affetto da una specifica malattia che lo obbliga a nutrirsi di sangue e che gli causa fotofobia. Questa malattia in parte esiste, è la porfiria, e ne fu affetto fra gli altri un re inglese (avete visto “La pazzia di re Giorgio”?) Ma, appunto un malato o un mutante o un alieno umaniforme, non un non-morto. Se è un non morto non è fantascienza, è fiction, è fantasy, è horror, è letteratura non mimetica, ma non fantascienza.

Ora cosa c’entra tutto questo con il titolo del mio intervento, cosa c’entrano lo Zen e l’entropia, la buona cucina e l’arte di manutenzione dell’universo? Poco, lo ammetto, sto divagando, ma da qualche parte dovevo cominciare e questa definizione di fantascienza mi è utile. Comunque datemi un po’ di tempo e vi dimostrerò che il legame fra gli elementi del titolo esiste

MemorieContinuiamo a parlare di me, ma ormai per poco ancora, ve lo giuro. Io ho scritto un romanzo di fantascienza che si chiama “Memorie di un Cuoco d’Astronave”. Il libro ha vinto il premio Urania non per il fatto che fosse ben scritto ma soprattutto grazie alla originalità dell’argomento dato che nessuno prima aveva mai parlato dei problemi del cucinare nello spazio e del mangiare di e fra razze aliene: ad esempio, si può fare un soufflé di formaggio in assenza di gravità? Ed è corretto mangiare un pollo davanti ad una razza che abbia la forma di un grosso uccello? Sarebbe come mangiare un neonato davanti ad un essere umano. Queste alcune delle tematiche.

La buona fantascienza non sempre parla del futuro ma spesso del presente. La buona fantascienza non necessariamente predice il futuro, anzi. Quando nel 1870 Verne scrisse il “20.000 leghe sotto i mari”, in realtà in America, durante la Guerra Civile erano già state combattute almeno tre battaglie fra sottomarini sudisti e navi nordiste, ed una di esse era finita con l’affondamento sia della nave (nordista) che del sottomarino (sudista). Verne non aveva previsto altro che una evoluzione tecnologia di un mezzo esistente. Ed io ho fatto lo stesso: la Mir è stata in volo, lo è tutt’ora anche se non per molto ancora, per oltre quindici anni, ed il record di permanenza nello spazio non so di chi sia, ma tutto ciò ha reso necessario scaldare, salare, condire, in altre parole cucinare in assenza di gravità.

Uno dei miei lettori è stato Franco Giovannelli, senior scientist del CNR di Roma. Ci siamo incontrati, abbiamo simpatizzato e lui mi ha proposto di intervenire a questo convegno con una breve conferenza su un tema a mia scelta. Io mi sono sentito onorato della proposta ed ho suggerito quello che avrebbe potuto essere il primo titolo di questo intervento: lo scopo cosmico dell’aglio. Non vi sembri un titolo esagerato: l’aglio ha probabilmente un suo scopo ben preciso nella visione globale del cosmo. Ma il tema in un secondo momento mi è sembrato, diciamo così, riduttivo.

L’ho quindi allargato, perché mi è venuto in mente un proverbio italiano, che sicuramente ha l’equivalente in altre lingue. “A tavola non si invecchia mai”. Non è vero e lo sappiamo, ma forse qui c’e la nuce, l’hardcore di una intuizione. Forse la buona cucina, il ben mangiare, l’allegra convivialità sono uno strumento per fermare l’entropia.

Qui c’è energia positiva, qui c’è forse una forma di energia non ancora calcolata o conosciuta, una forma di energia a campo: un campo di energia come quello gravitazionale che si crea ad esempio fra la Terra e la Luna se entrambe sono presenti, ma se una delle due non c’e’, non c’e’ il campo. Ora l’energia di campo esiste secondo un mio amico psicoanalista anche fra esseri umani che entrano in relazione fra loro. Se questo è vero, da dove viene questa energia? Quello delle energie umane è senza dubbio un campo nuovo e tutto da studiare. Esiste una energia che si crea nella convivialità e per la convivialità? Se questo è vero, vuol dire che la buona cucina è un necessario punto d’arrivo dell’evoluzione dell’universo.

E non vi nascondo che questa è la mia tesi. Cercherò di dimostrarla: cercherò di dimostrare che cucinare bene e mangiare in compagnia ed in allegria è un mezzo per allontanare la fine dell’universo e, forse, con l’aiuto di altri comportamenti, addirittura invertirla. Sconfiggere l’entropia con “la buona cucina”, ma necessariamente con un altro ingrediente di cui vi parlerò alla fine.

E badate la buona cucina. Non l’alta, non la haute, ma semplicemente la buona, perché il meglio è nemico del bene: a mio parere occorre puntare più al piacere di stare a tavola in compagnia piuttosto che alla perfetta esecuzione della ricetta fine a se stessa. Ma questo è un mio difetto personale, lo riconosco e forse degli italiani che sono notoriamente un popolo di cicale.

Diamo qualche definizione. Cosa sia il Big Bang lo sapete tutti e non sarò io a ripetervelo. Vi accennerò ad una possibile definizione in più, anch’essa di ordine culinario gastronomico. Se volete si può definire il Big Bang come un fenomeno culinario multiplo in cui ingredienti, ricetta ed esecuzione del piatto sono la stessa cosa ed accadono contemporaneamente.

entropia formulaE questa è la ricetta: prendi molto idrogeno, anzi, già che ci sei prendilo tutto, prenditi molto tempo, anzi già che ci sei prendilo tutto, e fai apparire tutto all’interno di una pentola con molto, molto spazio, anzi già che ci sei, lo spazio prenditelo tutto. Accendi il fuoco, anzi accendili tutti, ma non tutti insieme, uno dietro l’altro, stella dopo stella, e lascia che tutto vada a posto per conto suo, dall’idrogeno all’ultimo elemento della scala, fino a che tutto sia spento. E questa è l’entropia. Alla fine tutto è spento e fermo.

acquarioMa c’e’ un altro modo anch’esso gastronomico di definire l’entropia: l’entropia è quella cosa per cui se prendi un acquario puoi farne una zuppa di pesce, ma se prendi una zuppa di pesce non puoi farne un acquario. Eppure questo forse non è vero, come cercherò di dimostrarvi fra poco.

Lo Zen. Abbiamo bisogno dello Zen per chiarire ciò che voglio dire, o per meglio dire io ho bisogno dello Zen.

Ah, lo Zen! A molti sembra facile definirlo, ad altri impossibile. A me sembra facilissimo almeno capirlo io; ma so quanto è difficile dirlo agli altri. Io non ho raggiunto ancora il nirvana, non sono Budda e nemmeno un bodhisatva, ma credo di aver capito molto dello Zen. Ad esempio ho capito perché se incontro il Budda, lo devo uccidere, come dice un antico koan Zen.

Per farvi capire la mia posizione vi dirò il parere di mia moglie: io non trovo niente di male nell’idea di reincarnarmi, trovo che i piaceri della vita valgano il rischio del dolore, e l’idea di morire e rivivere mille vite non mi convince, non ci credo proprio, non credo nell’aldilà; ma se fosse vero ne sarei ben contento; lei dice che questa è la prova del fatto che io sono un’anima giovane, mentre lei è un’anima vecchia e dice tu lo Zen lo capisci perché dato che lo scopo dello Zen è il raggiungimento del nirvana, cosa che a te non importa, lo affronti con indifferenza e con indifferenza e leggerezza lo fai tuo; tanto che non te ne accorgi, non ti importa.

nirvanaNon so se sia vero. Io so che quando ho letto il koan che diceva: se incontri il Buddha uccidilo, io l’ho capito subito. Non ho intenzione di spiegarvelo, ma ho detto tutto questo solo per dirvi cosa è lo Zen per me, dato che qui, in questo momento, davanti a questo microfono è l’unico che conti. Io credo che questa idea dell’entropia limitabile con la buona cucina sia una idea Zen. Forse sbaglierò, ma non credo.

Prima di tutto la cucina in se è già un punto di arrivo successivo, in una evoluzione che comincia con la pura e semplice nutrizione. Non esiste vita senza nutrizione. La natura non è né buona madre né perfida matrigna, è solo un enorme ristorante dove figuriamo tutti sul menù e siamo tutti seduti al tavolo: ogni forma di vita su questo pianeta, tutti noi siamo pietanza e commensali al tempo stesso nel Ristorante Natura.

Questo vale anche per noi esseri umani e non pensate solo a tigri o leoni, ci sono batteri e virus che si nutrono di noi e ci obbligano a morire per continuare a riprodursi. La vita, si nutre di vita. È vero che la vita vegetale per lo più si nutre di luce e di sali minerali, ma è vero che anche fra le piante vi sono piante che si nutrono di altre piante o di animali. Comunque almeno la vita animale si nutre di vita.

Ma anche le stelle si nutrono, in fondo: nascono, si evolvono, si nutrono di idrogeno che trasformano in elio ed altri materiali, forse, a volte, si riproducono, lanciando materia nello spazio che crea pianeti, infine muoiono, lasciando puri e semplici cadaveri sotto forma di stelle di neutroni o qualcosa di più imbarazzante come i buchi neri. Non so se buco nero suona leggermente osceno o ridicolo in Inglese come in italiano, ma questo è il motivo per cui il sito mio e di Carlo Benedetti e Francesco Romeo si chiama in latino Nigralatebra.

L’uomo mangia, come tutti i mammiferi, i vertebrati e le forme di vita animali e molte non animali di questo pianeta. Ma l’uomo ha alcune radicali differenze dalle altre forme di vita: alcune di esse sono evidenti e notorie, dal linguaggio estremamente complesso alla cosiddetta intelligenza, dal pollice opponibile che solo noi fra i primati abbiamo fino ad altre particolarità fisiche.

Ma fra le poche o molte cose che ci differenziano dagli animali nel loro insieme, forse l’unica che gli esseri umani fanno e gli altri viventi non è come molti credono l’uso degli attrezzi ( gli scimpanzè ma anche gli avvoltoi Capovaccai o le lontre usano e creano atttrezzi, perfino per mangiare) ma il fatto che noi cuciniamo il cibo che mangiamo.

Gi animali possono arrivare a cercare, produrre perfino il loro cibo. Ma NON cucinano. Badate che ci sono perfino animali agricoltori: ci sono formiche che coltivano spore di funghi su foglie messe a macerare e mangiano i funghi: li coltivano, li mangiano ma non li cucinano. Gli scimpanzè, non provvisti della lingua del formichiere, fabbricano un vero e proprio attrezzo, un rametto sottile da introdurre nel formicaio, per catturare le formiche. Ma non le cucinano. Gli avvoltoi capovaccai usano pietre per rompere i gusci delle uova di cui si nutrono e le lontre fanno altrettanto per le conchiglie. Ma non le cucinano.

E se è vero che l’uomo cucina, e gli animali no, c’è quindi fra noi e loro un ulteriore scatto di livello. Brillat-Savarin diceva: l’animale si nutre, l’uomo mangia, l’uomo di gusto sa mangiare. E qui c’e’ già una traccia della validità della mia tesi: una cosa che la forma di vita più evoluta del pianeta fa e nessuna delle altre, non potrebbe avere una sua necessità cosmica?

È vero che non è detto che noi si sopravviva a noi stessi, e che se anche siamo la forma di vita più evoluta ora, non è detto che lo saremo ancora fra 100.000 anni o fra un milione. Personalmente però io sono ottimista. Sopravviveremo e ci evolveremo e resteremo umani finché mangeremo e finché mangeremo non potremo non cucinare. Quando non cucineremo più e quando non mangeremo più ma ci nutriremo di energia pura saremo forse molto cool, molto trendy, ma dato che è il cucinare che ci differenzia dagli animali, senza dubbio non più umani. E allora non ci interessa.

Ma per arrivare a quel punto dovremo mangiare e cucinare molto lungo la strada.

È vero che come in tutte le sue attività anche nel cucinare e nel mangiare l’uomo mette tutta la sua follia, ché siamo senza dubbio razionali ma anche folli.

hamburgerParte dell’idea del mio libro mi è venuta avendo visto su una rivista italiana chiamata “United Colors of Benetton” una foto. Il titolo dell’articolo diceva che “questo piatto offende il 67% delle religioni del pianeta ed oltre 2800 milioni di esseri umani”. Ed era un semplice hamburger, con pancetta, formaggio, cipolle, coca-cola, una birra e poco altro. Pancetta e birra si sa, la carne ed il formaggio anche, ma lo sapevate che gli Hare Krishna non possono mangiare le cipolle ed i mormoni caffè e tè, quindi niente Coca-Cola?

D’altra parte a mio parere, e nel pieno rispetto di ogni religione, i divieti religiosi nei confronti di questo o quel cibo (tutti) non sono altro che piccoli o grandi momenti di paranoia. Fermo restando che ognuno ha il sacrosanto diritto di mangiare a gusto proprio e quello che gli pare sempre e comunque.

Restano comunque i tabù alimentari anche non di origine religiosa, e sia culturali sia assolutamente individuali.

pasta e insettiMangereste questo piatto di pasta? Mangereste degli insetti? Eppure gli insetti vengono mangiati in moltissime culture. A parità di peso fra carne rossa e larve commestibili, ad esempio la quantità di un hamburger, le larve danno tre volte le calorie i sali minerali e le proteine rispetto alla carne di manzo. Un antropologo ha mangiato i ragni insieme agli indiani Yanoami, e dice che sanno di nocciola. Le grosse larve di molti insetti pare sappiano di gambero. Io non ne mangerei, ma mangio il miele che in fondo è la secrezione di una ghiandola perianale di un insetto.

Torniamo all’esempio di entropia che ho fatto prima: un acquario può dare una buona zuppa, ma una buona zuppa non può dare un acquario. Vero: nella trasformazione da acquario a zuppa si perdono troppi elementi, in molti modi: scartati, tagliati, evaporati e soprattutto in qualunque trasformazione chimica o biochimica una certa quantità di energia si perde. Nemmeno prendendo altra energia, all’esterno del sistema “zuppa” si potrebbe ricreare l’acquario.

Ma un sistema c’e’. Unico metodo perché questo accada è far si che la zuppa sia così buona da essere venduta ad alto prezzo, così da avere soldi per ricomprare l’acquario. Forse è solo un gioco di parole, un artifizio retorico. Ma forse no. Diciamo che se l’acquario da cui ho tratto la zuppa, o meglio il suo contenuto aveva un valore di 100 dollari, io devo solo cucinare quel contenuto così bene da trovare qualcuno disposto a pagare 100 dollari per mangiarlo o forse anche più. Acquario che produce zuppa che produce denaro che produce acquario è il percorso. E questo potrebbe accadere perché come ha scritto qualcuno su Scientific American più di 18 anni fa, non ricordo chi, scusatemi ” il denaro è la massima concentrazione di energia mai prodotta dall’uomo”

Concetto affascinante, non trovate? Con del denaro io produco una centrale elettrica che produce energia che serve a produrre oggetti che venduti diventano denaro con il quale posso scatenare una guerra o creare un ospedale. O finanziare una ricerca. Che potrebbe produrre altra ricchezza sotto forma di energia e poi di denaro. E così via all’infinito.

Ma se questo accade, accade perché il denaro ha un’anima. Premesso, sia chiaro, che io sono un agnostico e non so se esista nemmeno la mia di anima, mi ha molto convinto un libro di un mio amico, Sergio Valzania, che raccontando di un suo viaggio in Grecia, dianzi alle monete raccolte in un museo ha scritto proprio questo: nella moneta inventata dai greci non aveva valore la quantità di metallo (mai adeguata come materia, metallo, ai valori acquistati, al contrario di quanto si crede normalmente) ma il conio, tant’è vero che il conio veniva copiato, falsificato altrove, su altri metalli più o meno preziosi.

MASSIMO MONGAI

continua con la lettura della seconda parte:

“Uno Strumento per la lotta all’Entropia”

19 novembre 2013 Posted by | Fantascienza | , , , | Lascia un commento

Astrobiologia: l’equazione di Seager, le “firme biologiche” e le nane rosse

seager_saraPiuttosto che cercare segnali ottici o radio che indichino una cultura extraterrestre, alcuni scienziati si sono chiesti se una civiltà abbastanza avanzata potrebbe aver lasciato prove della propria esistenza sotto forma di enormi progetti ingegneristici, scavi minerari su asteroidi o sventrando interi pianeti per costruire sfere di Dyson. O forse le stelle chiamate “Blue Straggler” sono la prova di una cultura che sta armeggiando con il proprio sole.  (nella foto:  Sara   Seager).

 Mi piace pensare che un giorno, grazie alla rapida crescita del nostro database astronomico, potremmo trovare la prova non di culture ancora esistenti, ma di culture da lungo tempo estinte, le cui opere di mega ingegneria potrebbero porsi quale prova enigmatica dell’esistenza di esseri intelligenti periti prima della nascita del nostro Sole. Dopo tutto non sappiamo quanto possano vivere le civiltà tecnologiche e non c’è ragione di pensare che siano immortali.

 Tutto ciò si riflette su questo articolo perché uno degli elementi chiave dell’equazione di Drake è il termine L, il quale indica la durata della vita di una civiltà tecnologica. È un aspetto di cui non abbiamo semplicemente alcuna conoscenza, salvo dire che, fino ad oggi, la nostra cultura si è organizzata per sopravvivere con la tecnologia. A un certo punto le civiltà inevitabilmente distruggono se stesse a causa del cattivo uso dei loro stessi strumenti? È questo il “Grande Filtro” che una cultura deve attraversare per raggiungere la maturità?

Sarà il tema di uno dei prossimi articoli di questo ciclo dedicato al nuovo SETI. Si tratta di un lavoro di Paul Gilster di eccezionale qualità, che speriamo di liberare dalle grinfie delle leggi sul copyright. Nel frattempo, riportiamo nell’articolo seguente le nuove, suggestive proposte avanzate da Sara Seager e Lee Grenfeel per l’utilizzo di procedure e strumenti atti a riconoscere la semplice presenza di vita analizzando l’atmosfera di un pianeta.

M-class red dwarfUna alternativa a Drake

Possiamo riflettere su questi argomenti mentre le diverse forme di SETI proseguono il loro corso, ma dovremmo ricordare che la caccia alle tracce biologiche, non necessariamente tecnologiche, è continua. Al MIT, Sara Seager offre un nuovo approccio all’equazione di Drake scegliendo non di cercare la vita intelligente, bensì la presenza della vita stessa

È una decisione brillante perché stiamo entrando in un’epoca in cui saremo in grado di esaminare l’atmosfera di pianeti potenzialmente abitabili orbitanti intorno alle piccole stelle nane di classe M. Non solo è in orbita il telescopio spaziale TESS (Transiting Exoplanets Survey Statellite) ma noi avremo (non prima del 2018 ndt) anche il JWST (James Webb Space Telescope) e, entro l’anno, l’europeo GAIA. Se TESS o GAIA possono trovare pianeti candidati attorno alle stelle, JWST può studiarli per scoprire se le firme biologiche dei gas che segnalano la presenza di vita sono presenti.

 L’equazione di Seager rappresenta un taglio netto rispetto a quella di Drake. La trascrivo direttamente da questa intervista su Astrobiology Magazine, alla quale può far riferimento chi vuole approfondire:

 N = N* FQ FHZ FO FL FS

 dove:

 N = numero dei pianeti con riconoscibili segni di vita

N* = il numero delle stelle osservate

FQ = la frazione di stelle in stato di quiete

FHZ = la frazione di stelle con pianeti rocciosi nella zona di abitabilità

FO = la frazione di quei pianeti che può essere osservata

FL = la frazione di quei pianeti dove risiede la vita

FS = la frazione di quei pianeti in cui la vita produce una firma riconoscibile in un gas

Se la confrontiamo con il famoso approccio di Drake risulta subito evidente ciò che è rimasto fuori. Ecco la formula originale :

N = R* fp ne fl fi fc L

 dove

 N = il numero delle civiltà in grado di comunicare

R* = il tasso di formazione delle stelle adatte (stelle tipo il nostro Sole)

fp = la frazione di quelle stelle che possiede pianeti (esistono prove che i sistemi planetari siano comuni tra le stelle tipo Sole)

ne = il numero dei mondi tipo Terra per ciascun sistema planetario

fl = la frazione di questi pianeti tipo Terra dove la vita si è effettivamente sviluppata.

fi = la frazione dei pianeti dove si è sviluppata anche l’intelligenza.

Fc = la frazione dei pianeti in grado di comunicare utilizzando onde elettromagnetiche

L = la durata delle civiltà in grado di comunicare.

Si vede facilmente che l’approccio di Seager mette a fuoco solamente i gas in grado di  concorrere a produrre una firma biologica, che noi siamo in grado di studiare con successo perché l’atmosfera di un pianeta che sta transitando davanti alla sua stella assorbirà una parte della luce stellare. Stiamo dunque cercando fotoni di luce stellare che brillano attraverso l’atmosfera di un pianeta, e stiamo cercando stelle in un tale stato di quiete che la loro attività non riesce a mascherare i dati che abbiamo bisogno di raccogliere dai pianeti in transito.

Alcuni aspetti dell’equazione Seager possono essere calcolati: la frazione delle stelle nane di classe M con pianeti nella zona abitabile, basata sulle statistiche della sonda Kepler, è grosso modo pari allo 0,15 per le stelle in stato di quiete. Altri termini sono, come la stessa Seager ammette, soltanto ipotesi, incluse la frazione in cui c’è presenza di vita e la frazione che produce una firma riconoscibile in un gas.

Ci sarebbe molto da dire sulle firme biologiche stesse. Sulla Terra, ossigeno, ozono, metano, e anidride carbonica sono prodotti biologicamente, ma potrebbero crearsi per via naturale anche nell’atmosfera di un pianeta privo di vita. Cosi non è tanto un singolo gas ma una combinazione di più gas che ci può dare il quadro completo. Una firma biologica sarebbe la presenza simultanea di questi gas in quantità tali da indicarci che la vita deve essere una componente di ciò che continua a produrli. L’ultima variabile di Seager – la frazione di quei pianeti in cui la vita produce una firma riconoscibile in un gas – è ingegnosa perché ci porta direttamente alle questioni fondamentali che dovranno essere risolte se vogliamo allargare la caccia alla vita. Dice Seager :

 Ho elaborato con cura l’ultimo termine della mia equazione in modo da potervi aggiungere più informazioni. La vita produce davvero un firma rilevabile? Esistono degli effetti sistematici che impediscono di rilevare gas riconducibili a firme biologiche su qualche pianeta? Forse non li abbiamo trovati per motivi tecnici? In effetti non sappiamo proprio quanti pianeti ospitano una vita che produce gas recanti firme biologiche intercettabili da noi.

 Niente di tutto questo vuole sminuire l’attuale sforzo di quelli del SETI che invece procedono con le loro ricerche e la formula di Drake saldamente in testa. Ma la nuova equazione di Seager è veramente una aggiunta preziosa nella dotazione dello scopritore di pianeti. Dopo tutto noi non abbiamo idea di se e quando il SETI riuscirà a raccogliere prove dell’esistenza di una civiltà extraterrestre. Ma nella visione di Seager c’è almeno la lontana possibilità che riusciremo a scoprire una firma biologica entro i prossimi dieci anni. Dedurre la presenza di qualche traccia di vita su un mondo distante non sarà come avere la password per consultare l’Enciclopedia Galattica, ma se non altro ci permetterà di affermare che la vita non è confinata solo sul nostro mondo.

 È sorprendente pensare che la prima scoperta di vita extraterrestre possa arrivarci come luce riflessa da un esopianeta lontano piuttosto che da un corpo celeste del Sistema Solare! Eppure pensiamoci: Seager sta parlando della possibilità di avvistare una firma biologica entro dieci anni da oggi. Quanto è probabile che si riesca ad avere così presto prove inconfutabili di vita su Marte, Europa o un qualsiasi altro corpo celeste vicino?

 L’interesse di Seager si concentra sulla scoperta di ogni tipo di vita, non solo di culture tecnologiche capaci di comunicare, e il suo lavoro è rivolto in particolare alle stelle nane di classe M, il tipo di stelle sulle quali è più probabile riuscire a svolgere le ricerche necessarie in tempi brevi. I marcatori biologici che stiamo cercando verranno presumibilmente esaminati per la prima volta dal JWST, che analizzerà la luce proveniente da una stella rossa nana nel momento il cui il suo disco viene attraversato da uno dei pianeti del suo sistema. I cambi nell’emissione della luce ci diranno molto su quali tipi di gas si trovano nell’atmosfera del pianeta.

 Al congresso Europeo per le Scienze Planetarie all’University College di Londra anche Lee Grenfell (DLR Institute of Planetary Research, Berlino) ha parlato di marcatori biologici. Ossigeno, ozono, metano, protossido di azoto, quando rilevati simultaneamente, potrebbero corrispondere a segni di vita, e l’interesse di Grenfell sta in come rilevarli. Come Seager, anche lui è interessato alle stelle nane di classe M. La sua squadra ha sviluppato modelli computerizzati per simulare la differente disponibilità di gas biomarcatori e per studiare come potrebbero influenzare la luce stellare che filtra attraverso l’atmosfera del pianeta. La scelta delle stelle nane di classe M è stata ovvia.

Dice Grenfell:

 “nelle nostre simulazioni, abbiamo costruito il modello di un esopianeta simile alla Terra e lo abbiamo piazzato in varie orbite intorno alle stelle calcolando come i segnali corrispondenti ai marcatori biologici rispondevano in differenti condizioni. Ci siamo concentrati sulle stelle nane rosse che sono più piccole e più deboli del nostro sole in quanto ci aspettiamo che questi segnali provenienti dai pianeti che orbitano attorno a tali stelle si dimostrino più facili da rilevare”.

 Grenfell e suoi colleghi hanno chiarito l’effetto della radiazione ultravioletta proveniente dalla stella sui gas che creano la marcatura biologica. Una debole radiazione ultravioletta porta a una riduzione della produzione di ozono, rendendo la sua rilevazione problematica perfino con gli strumenti di nuova generazione come il EELT (European Extremly Large Telescope). Troppi ultravioletti sono pure un problema perché causano un aumento di calore nella media atmosfera che distrugge la traccia biologica. Il rilevamento di ozono in questi modelli si basa su un valore UV intermedio.

 Siamo ai primordi nello studio dei marcatori biologici, ma vale la pena di menzionare che abbiamo già usato la missione EPOXI (l’estensione della missione Deep Impact) per studiare la Terra da una distanza di milioni di chilometri e la sonda Galileo che ha cercato le tracce biologiche del nostro pianeta quando passò vicino alla Terra nel 1990 per sfruttare la fionda gravitazionale e dirigersi verso Giove. (Pale Blue Dot, il libro di Carl Sagan del 1994, offre una splendida descrizione di come sia complicato ricavare tali informazioni, e di cosa ci possano rivelare). Studi come questi sono come “esercizi di riscaldamento” indispensabili in vista delle future ricerche intorno alle stelle lontane.

 Si potrebbe dire che in questi casi e nel lavoro di Grenfell il limite consiste nel modello di esopianeta, che si basa esplicitamente sulla Terra, ma noi cominciamo con la Terra perché ovviamente è il pianeta che conosciamo meglio e il più adatto a essere studiato esaustivamente con questi metodi. Imparare a cercare i marcatori biologici sul nostro pianeta ci aiuterà a sviluppare gli strumenti da applicare ad ambienti più esotici come quello di un sistema planetario intorno a un nana rossa di classe M. Dobbiamo anche distinguere tra segnali che hanno origine biologica e quelli creati da processi naturali.

 Sara Seager pensa che ci sia almeno una piccola possibilità che riusciremo a fare un tale rilevamento entro i prossimi dieci anni usando il JWST, ma anche se si tratta di una lettura ottimistica, gli strumenti in grado di realizzare il rilevamento di marcatori biologici entro alcuni decenni sono ormai quasi pronti. Se questo dovesse succedere, quello che molti di noi presumono – che la vita si formi senza difficoltà nell’universo – comincerà a sembrare più verosimile. La questione ben più vasta di una vita intelligente in grado di costruire una cultura tecnologica richiederà probabilmente molto più tempo, a meno che SETI non sia di colpo in grado di rispondere a entrambe le questioni, con l’improvvisa ricezione di un singolo segnale che mandi in frantumi ogni paradigma.

Traduzione di ROBERTO FLAIBANI

Editing di DONATELLA LEVI

Titoli Originali: “Astrobiology, Enter the Seager Equation” e ” Finding biomarkers on M-dwarf planets”,

ambedue scritti da Paul Gilster e pubblicati su Centauri Dreams in data 11 e 12/09/2013

12 novembre 2013 Posted by | Astrofisica, Planetologia, Radioastronomia, Scienze dello Spazio, SETI | , , , , , , | 1 commento

Civiltà aliene: due modelli in competizione

Le speculazioni sull’esistenza di civiltà extraterrestri analoghe alla nostra cadono naturalmente in due campi, che per convenienza possiamo descrivere come modello dello Stato Stazionario opposto al modello Big Bang (da non confondersi con le omonime teorie cosmologiche). C’è anche un modello ibrido che combina gli altri due alla maniera hegeliana (tesi – antitesi – sintesi).

Da bravo appassionato di Jazz (gli anni 50 e i primi 60 sono il periodo che preferisco), non mi è sfuggito che Stephen Ashworth, un frequente commentatore e collaboratore di Centauri Dreams, è anche un suonatore di sax tenore che si esibisce regolarmente nella zona di Oxford, in Inghilterra. Stephen è inoltre un acuto scrittore di cose che riguardano il nostro futuro nello spazio non solo attraverso il suo lavoro nel Journal della British Interplanetary Society, ma anche nel suo sito chiamato “Astronautica Evolution”, dedicato allo studio di “una base politica e sociale per una società ottimista, progressiva e astronautica, presente e futura”. Nell’articolo che segue, Stephen osserva modi diversi di concepire l’intelligenza extraterrestre, che propongono modelli differenti di emersione e disseminazione della vita nell’Universo. (Paul Gilster)

Il modello dello Stato Stazionario

Questo modello si rifà alla famosa equazione di Drake. Drake supponeva che per lungo tempo nel passato, e altrettanto nel tempo a venire, le civiltà sarebbero apparse, avrebbero compiuto il loro ciclo, e sarebbero poi sparite di nuovo. Il problema che lo interessava era se il tasso di visibilità delle civiltà capaci di comunicazioni radio interstellari e la loro longevità media erano grandi abbastanza da rendere statisticamente probabile per l’Umanità stabilire un contatto con un società aliena sorta nelle vicinanze, prima che la nostra civiltà o l’altra si estinguessero.

Drake considerava qualsiasi civiltà come fenomeno del tutto sedentario o statico. Perciò le posizioni dove potrebbero essere trovate oggi sono sempre le stesse in cui si erano evolute originariamente dai loro antenati biologici, e quindi molto simili alla Terra. Le civiltà dovevano trovarsi su pianeti orbitanti intorno a stelle simili al Sole, in orbite circolari vicine ad esso, nella zona chiamata abitabile (i pianeti al di fuori di questa zona, in cui l’acqua in forma liquida è rintracciabile in superficie, erano presumibilmente abitati solo da creature incapaci di sviluppare la radio astronomia, o di cambiare la chimica atmosferica… tanto più su pianeti privi dell’atmosfera stessa, ed erano quindi non rilevabili astronomicamente).

diagramma1

il diagramma 1 mostra schematicamente quante civiltà esistono in ogni istante nella Galassia secondo il modello dello Stato Stazionario. Per semplicità si assume che ogni sistema stellare possa ospitare una sola civiltà o nessuna. Il numero totale delle stelle continua ad aumentare lentamente mano a mano che le longeve stelle nane sono aggiunte alla popolazione. Il numero delle civiltà sale un po’ più velocemente quando i pianeti longevi entrano in gioco. Ci troviamo ora al punto A sull’asse del tempo. Il numero di stelle occupate in ogni momento è una piccola frazione del totale (il diagramma esagera la frazione per chiarezza). Per esempio, se noi condividessimo la Galassia con un milione di altre civiltà nel momento attuale, come gli ottimisti potrebbero sperare, allora solo 0,00001 dei sistemi stellari sarebbe correntemente occupato. Tutte queste civiltà vedono la luce indipendentemente l’una dall’altra. Le civiltà estinte non sono rimpiazzate sul loro pianeta di origine, ma lo sono da altre civiltà che nascono altrove. Le civiltà sono distribuite a caso attraverso la Galassia, sebbene Gonzalez, Brownlee e Ward abbiano aperto la discussione sul perché il centro e la periferia galattica potrebbero essere meno ospitali, contrariamente a un anello di pianeti parzialmentre fuori dal centro, dove infatti si trova oggi il Sistema Solare.

Le civiltà rimangono completamente dipendenti dal loro pianeta di origine, e la distanza tra i pianeti più vicini o più vicini a casa (forse decine di anni-luce, ma anche di più: nella loro relazione del 1984 sulle astronavi-arca Martin e Bond parlavano di 140 anni-luce) impedisce la colonizzazione interstellare.

Il modello Big Bang

Nel suo libro Contact with Alien Civilisations, Michael Michaud riesamina l’idea di un certo numero di persone, tra cui Freeman Dyson e Seth Shostak, che erano andate concettualmente oltre l’equazione di Drake, tenendo conto delle possibilità di colonizzazioni interstellari. Una visione simile è stata fatta propria da Ian Crawford, che in un articolo su Scientific American di qualche anno fa discuteva la prospettiva di una civiltà dinamica che colonizzava l’intera Galassia saltando da una stella all’altra. Usando tecnologie oggi concepibili (per esempio un razzo a fusione nucleare), un’ondata di coloni di una civiltà in espansione della nostra Galassia può impiegare 1000 anni per compiere un salto di 5 anni luce (cioè, viaggiare per 500 anni a 1% della velocità della luce, poi spendere altri 500 anni per costruire sufficienti infrastrutture per poter eseguire un altro salto). Dato che la Galassia misura circa centomila anni luce di diametro, quella civiltà potrebbe distribuire civiltà satelliti in ogni sistema stellare adatto entro 20 milioni di anni. Questo, comunque, rappresenta lo 0,2% dell’età della Galassia. L’introduzione di navi più veloci non farebbe nessuna differenza: anche senza il motore a curvatura o il movimento FTL, su una scala del tempo cosmologica una tale transizione da civiltà “in nessun posto” a civiltà “in qualsiasi posto” è, come dimostrato da Crawford, essenzialmente istantanea. Per molto tempo allora, la Galassia risulta completamente vuota di ogni forma di vita intelligente. Ma ecco che un’unica civiltà appare e si espande in tutta la Galassia in una fiammata espansionistica che noi chiamiamo Big Bang. Di conseguenza, i luoghi in cui la vita intelligente e tecnologica può essere rintracciata sono praticamente tutte colonie, e questa vita è ubiqua e permanente.

diagramma2

Il diagramma 2 mostra schematicamente quante civiltà esistono in ogni momento nella Galassia secondo il modello Big Bang. Se l’Umanità è sola, allora ci troviamo al punto B. Ma c’è una possibilità, per quanto piccola, che un’altra civiltà nella nostra Galassia sia, diciamo, solo un milione di anni più avanti a noi, e che non abbia ancora colonizzato la nostra parte della Galassia, nel qual caso siamo al punto C.

In contrasto con il modello delle Stato Stazionario, in cui i sistemi stellari sono occupati a caso, qui lo sono da colonie contenute in una bolla di espansione centrata sul pianeta di origine della prima civiltà. Due o più bolle di questo tipo possono apparire, ma solo se due o più civiltà indipendentemente compiono il salto tecnologico che apre le porte della colonizzazione dello spazio entro 20 milioni di anni l’una dall’altra, cosa molto improbabile in qualsiasi galassia. Una volta che il Big Bang è completato, il numero di sistemi stellari occupati ad ogni istante è una larga frazione del totale, includendo virtualmente tutte le stelle della sequenza principale, quindi certamente sopra lo 0,9 del totale.

Le colonie appartenenti alle civiltà collassate sono facili da riconoscere tra le altre. In realtà, ogni singola civiltà può collassare (proprio come ogni singolo individuo di una popolazione può morire) ma fino a quando ogni civiltà riesce a dar vita a più di una colonia nel corso della sua esistenza, la popolazione galattica continua a crescere.

La civiltà originaria lascia velocemente il suo pianeta di partenza e adotta una nuova modalità spazio-coloniale che permette ai suoi membri di prosperare in tutti i sistemi stellari stabili utilizzando risorse di origine planetaria o asteroidale. Da una parte, ciò riduce la lunghezza del viaggio interstellare per queste specie, dall’altra le prepara alle condizioni di viaggio tipiche delle astronavi-arca. Ma tutte le civiltà che evolvono dopo il Big Bang (a meno che non appaiano quasi simultaneamente ad esso, nelle vicinanze del punto C sul Diagramma), crescono in un ambiente dominato dalla locale colonia della civiltà originaria.

Le loro modalità di accesso al trasporto spaziale potrebbero essere analoghe a quelle che un popolo tribale oggi sulla Terra può o non può dover sviluppare nei confronti dell’attuale tecnologia dei consumi, del potere finanziario e della rete dei trasporti.

L’equazione di Drake

Si deve sottolineare con forza che la famosa equazione di Drake, con la sua stringa di fattori probabilistici da moltiplicare l’uno con l’altro, si applica solo nel caso del modello dello Stato Stazionario. Se, al contrario, la colonizzazione interstellare è il risultato dell’emersione di una civiltà tecnologica in una Galassia non sviluppata, allora l’equazione di Drake assume la seguente forma semplificata:

se T<TB (cioè il tempo al punto B del diagramma), allora il numero di civiltà è uguale a zero (N=0)

se T=TB , allora N=1

se T=TB + poche decine di milioni di anni, allora il valore di N cresce rapidamente

se T=TB + poche decine di milioni di anni, e poi in avanti per il resto della vita della Galassia, il valore di N è più o meno pari al numero di sistemi stellari adatti a ospitare una civiltà tecnologica.

Data la relativa brevità dello stadio di Big Bang, e la presenza di molti fattori sconosciuti che governano l’espansione della civiltà da un solo sistema stellare a molti, sarebbe utile cercare di raggiungere la massima precisione possibile nella stima di crescita per lo stadio 3.

Il Modello Ibrido

E’ possibile combinare questi modelli contrastanti in un singolo modello ibrido se qualche civiltà emergente riesce a raggiungere il livello tecnologico della radioastronomia, ma non a sviluppare il viaggio interplanetario e di conseguenza la colonizzazione dello spazio interstellare.

diagramma3

Il diagramma 3 mostra quante civiltà esistono nello stesso istante nella Galassia, secondo il modello ibrido. Se la nostra civiltà collassa prima che noi si riesca a stabilire colonie extraterrestri allora siamo al punto A, se invece abbiamo successo nell’espansione spaziale allora siamo al punto B; in ambedue i casi, è difficile che si riescano a trovare partner per la conversazione interstellare. Il livello di sviluppo al quale dobbiamo arrivare per utilizzare la radioastronomia non è di per se sostenibile a lungo termine, lo definirei piuttosto uno stadio intermedio instabile. Una volta arrivata al punto di avere la radioastronomia, una civiltà potrebbe completare la transizione verso lo spazio entro pochi secoli, oppure collassare completamente.

Ciò significa che la longevità di una società che ha cercato di stabilizzarsi a quel livello sarebbe molto ridotta, certamente meno di mille anni; il numero di tali civiltà presenti in qualsiasi momento sarebbe quindi altrettanto piccolo, e la distanza minima oltre alla quale ogni messaggio avrebbe dovuto essere scambiato inversamente grande, rendendo improbabile ogni comunicazione soddisfacente.

(Se ci fossero nella Galasia ad ogni istante almeno 1000 civiltà, per esempio N=L nella equazione di Drake dopo che tutti gli altri fattori si erano approssimativamente compensati l’un l’altro, e 1011 stelle nella Galassia, allora per un intervallo medio tra una stella e l’altra di 5 anni luce, tra ogni civiltà tecnologica e l’altra ci sarebbe stato un intervallo medio di 2000 anni luce. Il tempo d’attesa tra la spedizione della domanda e l’arrivo della risposta sarebbe più grande della durata della vita delle due civiltà).

Cosa possiamo dire del punto D del diagramma? Se la posizione dell’Umanità fosse proprio su quel punto, corrisponderebbe a uno scenario in cui la Galassia è dominata da una o più specie aliene, della cui esistenza noi siamo del tutto inconsapevoli. Sebbene ciò sia possibile in linea di principio, non è però soddisfacente dal punto di vista scientifico, perchè introduce nuova complessità nella immagine che ci siamo fatti dell’universo, senza però fornire nuovi dati utili alla interpretazione delle osservazioni. Piuttosto che ipotizzare l’esistenza di una cultura aliena avanzata, e poi quella di un meccanismo che nasconda la sua immagine alla nostra vista, e la sostituisca con quella di una Galassia apparentemente incontaminata da qualsiasi forma di civiltà, è più conveniente supporre che l’apparente isolamento nella Galassia sia reale, fino a prova contraria.

La questione della longevità

Considerate le moderne paure a proposito di guerra nucleare, prezzo della benzina, degenerazione dell’ambiente e della società, disastri tecnologici, mutazione del clima e terrorismo, condite con una forte dose di rimorso post-coloniale e disgusto per se stessi. Per molta gente è contrario al buon senso pensare che una civiltà come la nostra potrebbe diventare un dato permanente dell’universo.

Qual’è la lezione che riceviamo dall’evoluzione della vita nel passato? Prima di tutto deve essere riconosciuto che l’umanità industriale è cosi differente dai nostri antenati pre-industriali, quanto loro lo erano dagli organismi monocellulari precambriani. A meno che non si obietti che una scienza e una tecnologia come queste siano in qualche modo innaturali, un’aberrazione dell’ordine naturale dato da Dio, allora i fatti devono essere riconosciuti: un nuovo tipo di vita è emerso con capacità mai viste prima, inclusa quella di arrivare su altri corpi celesti, e di fare una selezione del materiale grezzo trovato sul posto. Ciò non era mai stato possibile prima, salvo che nei casi marginali di piccoli numeri di batteri scambiati casualmente tra Marte e Terra.

Il cammino dell’evoluzione fa sì che da ciascun livello biologico si possa accedere a quello immediatamente superiore, fondendosi con esso: quindi dalle cellule procariotiche a quelle eucariotiche, alla vita multicellulare, a quella tecnologica (detto con parole mie: microbiota, gaiabiota, tecnobiota – n.d.a.). Non appena appare un nuovo livello di complessità, il livello precedente persiste in simbiosi con esso. Inoltre, la vita batterica non sopravviverà quando Marte e Terra verranno completamente bruciati dal Sole,  nel momento in cui entrerà nella sua fase di gigante rossa. Se la nostra civiltà soddisferà in pieno il proprio potenziale, allora questi organismi meno complessi continueranno a vivere e prosperare a lungo dopo la morte del Sole, insieme ai loro discendenti. Il percorso dell’evoluzione suggerisce non solo che la nostra civiltà tecnologica produrrà un suo successore di qualche tipo a un più alto livello di complessità, ma anche che non si estinguerà dopo che il suo successore si sarà adeguatamente installato.

E’ chiaro che la nostra società sta attraversando un periodo di rapida transizione, non ancora ben delineato. Sta ancora sperimentando rivoluzioni tecnologiche e sociali, non ha ancora raggiunto la sua forma finale ed è ancora una monocultura. Solo quando sarà maturata tecnologicamente e comincerà a diversificarsi in una varietà di luoghi nel Sistema Solare, e magari presso i sistemi stellari più vicini, sarà possibile dire che la civiltà è finalmente arrivata. Quando sarà giunta in piena fioritura, i suoi settori più dinamici si spargeranno certamente tutt’intorno perché, a prescindere da cause ben precise, è quello che la vita ha sempre fatto. Alla domanda: ”dove si possono trovare i batteri sulla Terra”? La risposta è: “da nessuna parte”, se facciamo riferimento a un imprecisato periodo di tempo sulla Terra primordiale. A questo punto c’è il Big Bang, una relativamente breve esplosione di vita batterica, e quindi la risposta al quesito diventa: “ovunque”. La nostra società industriale deve ancora sperimentare l’equivalente del Big Bang batterico o dell’esplosione cambrianica di 550 milioni di anni fa, quando nacque una pletora di nuovi e diversi organismi multicellulari, e ciascuno prese la sua strada. Ciò richiede che i nostri discendenti si espandano su scala interplanetaria e alla fine interstellare. Quando loro lo faranno, o qualche altra civiltà lo farà al loro posto se loro non lo avranno già fatto, e se la vita si svilupperà nel futuro come ha fatto nel passato, allora la civiltà diventerà certamente una caratteristica ubiqua e universale della Galassia per quanto possiamo vedere lontano nel futuro.

Rispondere al paradosso di Fermi

Questo tema è stato discusso nei particolari lo scorso dicembre nel blog I4IS. In breve la questione è: come mai nessuna civiltà aliena è ancora arrivata da noi partendo da un punto qualsiasi, dato che l’universo è popolato di sistemi stellari con pianeti simili alla Terra, ed è circa tre volte più vecchio del Sistema Solare?

La ragione per cui la gente ritenga questo un problema, e si riferisca ad esso come a un paradosso, è che la gente è ormai “sposata” a una visione tradizionale iniziata con Darwin, cioè che la vita si è evoluta chimicamente sulla Terra, in un piccolo stagno caldo, o in un pezzo di argilla umida, o in uno sfiato idrotermale. Se è stato proprio questo il caso, allora dato che la vita si è evoluta entro circa 300 milioni di anni dopo la fine dell’Intenso Bombardamento Tardivo (secondo il Modello di Nizza, l’evento ha avuto luogo nel Sistema Solare tra 3,8 e 4,1 miliardi di anni fa – n.d.t.), avrebbe dovuto fare la stessa cosa in moltissimi altri pianeti, miliardi di anni prima.

Ma Robert Zubrin fa centro sostenendo che c’è un enorme salto di complessità tra il più semplice batterio noto alla scienza e la molecola più complessa che può essere sintetizzata in laboratorio. Qualche forma di vita proto-batterica deve aver preceduto la vita come noi la conosciamo. Ma non ci sono prove di vita proto-batterica sulla Terra. Questo, a mio avviso, è un’importante prova che, contrariamente al punto di vista generalmente accettato, la vita non evolve da sostanze non viventi su pianeti simili alla Terra. Coloro che credono nella teoria tradizionale sostengono che i proto-organismi, che compaiono in seguito all’evoluzione delle cellule batteriche, vengano rapidamente divorati da esse. E’ plausibile questo? Gli organismi monocellulari non vengono eliminati dall’ambiente da quelli pluricellulari; essi sono ovunque. Le proto-cellule non verrebbero trovate ovunque in numero enormemente superiore a quello delle cellule, come queste a loro volta sono molto più numerose degli animali pluricellulari? I biologi osserverebbero allora una catena continua di organismi per tutto il loro sviluppo fino alla più piccola molecola capace di autoriprodursi.

L’ovvio scenario alternativo presenta l’emersione della vita prima in un ambiente in microgravità, qualcosa come un nucleo di cometa, comunque un avvenimento molto raro. C’è stato un certo interesse intorno alla Sperimentazione della crescita di proteine in microgravità nella Stazione Spaziale Internazionale: forse la mancanza di gravità è essenziale per un primo passo nel processo di sviluppo della prima molecola autoreplicante. Ma anche se la prima fase di abiogenesi necessita per aver luogo di un mondo di tipo terrestre, potrebbe anche accadere così raramente che non ci sarebbe nemmeno il tempo di produrre vita pluricellulare in un solo mondo, se non dando un vantaggio alla Terra attraverso la disseminazione nello spazio dei materiali originatisi per impatto.

Questo disconnette l’emersione iniziale dalla successiva evoluzione in organismi multicellulari, consente un periodo all’incirca 100 volte più lungo per completare il salto di complessità iniziale, spiega perchè i proto-batteri non sono stati mai trovati sulla Terra e inoltre aumenta i requisiti richiesti per un già poco probabile trasferimento spaziale da attuarsi prima che l’evoluzione verso gli organismi multicellulari possa incominciare, spingendo il Big Bang della vita tecnobiotica verso la parte destra del diagramma.

Ma non troppo a destra. Per tutti quelli che reputano 13,7 miliardi di anni (l’età dell’universo convenzionalmente accettata) essere un periodo di tempo oltre ogni immaginazione, l’universo è ancora giovane. Giudicando dalla durata delle stelle più longeve, le nane rosse, l’universo continuerà a contenere stelle e pianeti come noi li conosciamo per un periodo dell’ordine di decine di milioni di miliardi di anni a venire, sebbene le stelle più luminose saranno scomparse molto tempo prima. Se l’universo forse un essere umano sarebbe ancora come un bambino di un mese.

C’è un altro fattore che può avere una parte nel gioco. Carl Sagan ha descritto come la moderna mania dell’incontro con gli alieni (o meglio, di un rapimento effettuato dagli alieni) perpetua il fenomeno dell’incontro con gli angeli, i demoni e Maria Vergine, in uso nei secoli passati. L’inondazione di speculazioni sulle civiltà aliene (Dove sono? Sono amici o nemici?) potrebbe essere forse l’equivalente moderno della ricerca di Dio? La gente comune brama ancora di essere sottomessa a un Superno (Overlord in inglese – il nome dato agli alieni da Arthur Clarke nel suo libro “Le Guide del Tramonto” (Childhood’s End)), sia esso benevolo o pronto a punirci? Fino a quando non troviamo nessuna prova di intelligenza aliena, la spiegazione più semplice sarà che non c’era dove abbiamo guardato, come dire che nel mio garage non c’è nessun drago invisibile (un’immagine cara a Carl Sagan). Dobbiamo quindi guardare più avanti in attesa che sia possibile utilizzare nuove osservazioni per escludere uno dei modelli descritti qui.

Traduzione di ROBERTO FLAIBANI

Titolo originale “Alien Civilisation: Two Competing Models”   ” di Stephen Ashworth

pubblicato il18 settembre 2013 Astronautica Evolution e anche in Centauri Dreams

FONTI:

Ian Crawford, “Where Are They?”, Scientific American, July 2000, p.28-33.

Guillermo Gonzalez, Donald Brownlee and Peter D. Ward, “Refuges for Life in a Hostile Universe”, Scientific American, October 2001, p.52-59.

Michael A.G. Michaud, Contact with Alien Civilisations (Copernicus, 2007).

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5 novembre 2013 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Radioastronomia, Scienze dello Spazio, Senza categoria, SETI, Volo Interstellare | , , , , , | 3 commenti

   

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