Da secoli l'uomo s'interroga sulla possibilità di non essere solo nel cosmo e se anche non esistessero forme di vita "intelligenti", spera comunque che prima o poi dallo spazio arrivino segnali chiari della presenza, magari in Sistemi stellari lontanissimi ,di un pianeta come era quello terrestre dopo circa 15 miliardi di anni dal Big Bang, cioè quando comparvero le prime elementari forme di vita sulla Terra.
Già Galileo si appassionò a tali ricerche scorgendo sulla Luna delle montagne simili alle nostre e scoprendo che tutti i pianeti erano pressochè sferici, analogamente alla Terra. Sempre nel Seicento gli studi si spostarono su Marte dove si notarono le calotte polari e le variazioni di colore del pianeta, che furono scambiate per il succedersi delle stagioni: oggi si sa che tali colori sono il risultato di tempeste di polvere e che campioni di suolo marziano rivelano l'assoluta assenza di vita cosi' come noi la intendiamo. Se però le possibilità di scoperta di vita sono ormai quasi nulle nel nostro Sistema, oggi con strumenti sofisticatissimi si è riusciti a trovare prove dell'esistenza di pianeti che ruotano intorno a tre stelle di tipo solare: su astri di queste ed altre stelle potrebbero essersi evoluti organismi viventi. Esiste però un problema: nemmeno il potentissimo Hubble Space Telescope è in grado di inviare immagini chiare di Marte, per cui e' facile pronosticare, almeno per adesso, l'assoluta impossibilità di avere fotografie di pianeti fuori dal Sistema Solare.
Esistono comunque altre tecniche oltre a quelle fotografiche: quelle spettroscopiche, con le quali possiamo analizzare la radiazione proveniente da un corpo celeste e di questo scoprire composizione chimica, temperatura, pressione atmosferica. I segnali più facilmente riconoscibili sono quelli delle onde radio, ma finora nessuna ricerca ha messo in luce che gli extraterrestri le usano per le comunicazioni interstellari! Un pianeta potrebbe essere popolato da esseri che non comunicano tecnologicamente, come succedeva milioni di anni fa sulla Terra. Gli elementi-spia della vita devono essere l'ossigeno, introdotto nell'atmosfera in grandi quantità dalle alghe, naturalmente il carbonio, l'acqua e l'ozono. Non e' poi difficile calcolare la "zona abitabile con continuità", ossia l'intervallo di distanza da una stella entro cui e' possibile la vita, in base alla luminosità della stella stessa; una distanza appropriata, però, non significa molto se l'attrazione gravitazionale non e' sufficiente a far si' che un pianeta abbia oceani ed atmosfera (vedi il caso della Luna),o se essa e talmente intensa da catturare i gas circostanti accumulando un guscio di idrogeno ed elio (caso di Giove).Siamo dunque in grado di specificare esattamente come un pianeta debba essere per poter ospitare la vita ma per individuarlo dobbiamo prima trovarne la stella ed essa, con la sua luminosità, oscura il pianeta. Infatti la radiazione visibile proveniente da astri lontani nella quale individuare tracce d'ossigeno è quasi totalmente oscurata dalla luminosità della sua stella che lo supera di un fattore 10 elevato a 10.
A questo problema si cerco' di dare una soluzione nel 1986,anno in cui si propose di osservare a lunghezze d'onda più grandi di quelle visibili di 10/20 volte: la stella vicina sarebbe cosi' solo 10 volte più luminosa del pianeta. Inoltre, si riuscirebbero ad identificare anche l'ozono, l'anidride carbonica e l'acqua. Per tutto ciò servirebbero pero' telescopi che cancellassero il calore emesso dall'atmosfera ed il loro stesso calore, altrimenti non saremmo in grado di individuare un segnale così debole; dovrebbero essere anche eliminate le tracce presenti sulla Terra di quegli elementi che vogliamo trovare altrove. Si potrebbe collocare il telescopio al di fuori della nostra atmosfera, ma esso necessiterebbe di una risoluzione altissima che può solo venire da una superficie specchiante di grandezza e di costi improponibili. Per mettere a punto un telescopio di dimensioni più ragionevoli,23 anni fa uno scienziato della Stanford University propose di affiancare, a distanza di 20 metri, due telescopi combinati opportunamente per dare immagini nitide. Bracewell suggerì di puntare i telescopi sulla medesima stella e di invertire le onde luminose in un telescopio di modo che esse, sommate a quelle dell'altro, cancellassero completamente la luce. Tale interferometro non permette il perfetta allineamento del pianeta e i due telescopi registrano il suo segnale in istanti leggermente diversi, così le onde luminose dei due non si elidono. Il metodo sarebbe quindi stato valido se non si fosse posto il problema della cosiddetta "luce zodiacale", che è una radiazione infrarossa irradiata dalle particelle di polvere del Sistema Solare: il debole segnale di un pianeta lontano sarebbe quasi impercettibile sullo sfondo di questa radiazione. Insomma, per avere una minima possibilità di scoprire un pianeta sarebbe necessario mediare i risultati delle osservazioni di almeno un mese. Oltre a ciò, bisogna tener presente che nessun interferometro è in grado di cancellare perfettamente la luce stellare, neppure nel caso del vicino pianeta Giove.
Per superare tali restrizioni si è pensato ,nel 1990,di disporre quattro specchi a losanga che avrebbero meglio cancellato la luce stellare; tuttavia, per annullare il bagliore della luce zodiacale si sarebbero dovuti impiegare specchi di ben otto metri di diametro! Dagli studiosi dell'Università di Parigi fu proposto di porre tale dispositivo in orbita intorno al Sole e così sarebbe bastato un diametro di un metro: ma uno strumento così efficace avrebbe finito per cancellare anche l'esistenza del pianeta da cercare. Le cose sono rimaste a questo punto fino al 1995,anno in cui la NASA ha promosso il lavoro di un'equipe la quale è approdata ad una nuova idea: quella di un interferometro con due coppie di specchi allineati. Ciascuna coppia è in grado di oscurare l'immagine della stella ed è anche in grado di cancellare la luce stellare che filtra dal margine dell'immagine oscurata dall'altra coppia di specchi. E' un apparecchio molto lungo (dai 50 ai 75 metri),ma questa grande lunghezza permette di ricevere segnali complessi e caratteristici: si può venire a configurare la struttura di un Sistema lontano. La costruzione ditale apparecchiatura è estremamente impegnativa, richiederebbe la collaborazione di team internazionali, non è ancora stata definita nei dettagli e costerebbe attorno ai 2 miliardi di dollari (costo comunque non elevatissimo):questo dispositivo però potrebbe finalmente dare una risposta definitiva alla domanda: "La vita sulla Terra è un caso unico nell'Universo?".

 
Bibliografia:

J. Roger,P. Angei e Neville J. Woolf,
In cerca di vita su altri pianeti.

"Le Scienze" numero 335 , luglio 1996
B. Accordi,E. Lupia Palmieri, M.Parrotto
"Il globo terrestre e la sua evoluzione" -Zanichelli Editore-Bologna
 

Fin dall’antichità l’uomo si è sempre interrogato sull’esistenza di altre forme di vita intelligente nell’universo, giungendo però a risposte vaghe ed imprecise, spesso basate su credenze religiose o sul banale senso comune. D’altra parte una risposta positiva a questo interrogativo rappresenterebbe sicuramente la più importante scoperta del genere umano dalla sua nascita.
Sebbene un ipotetico primo contatto  vero e proprio sia poco probabile, date le grandi distanze cosmiche e l’incredibile arretratezza della nostra tecnologia, oggi è però possibile, sulla base di criteri scientifici, andare alla ricerca di altri pianeti abitabili e di altre civiltà oltre il nostro sistema solare.
Apparentemente, anche limitandosi strettamente alla nostra Galassia, ci si trova di fronte alla classica situazione dell’ago nel pagliaio, per via del gran numero di corpi celesti che la popolano; tuttavia, grazie proprio a questa grande quantità di astri, la probabilità di trovare civiltà extraterrestri nella Via Lattea  sembra essere alta.
Ma come si può stabilire l’effettiva abitabilità di un pianeta? Quali sono i sistemi stellari probabilmente popolati da una civiltà? I parametri di valutazione sono molti e coinvolgono non solo i pianeti, ma anche le stelle attorno alle quali orbitano. Queste devono essere possibilmente singole e non multiple in quanto l’orbita di eventuali pianeti sarebbe necessariamente complicata, alternando  passaggi ravvicinati a posizioni estremamente lontane dall’astro centrale, con una conseguente alta variabilità nella quantità di radiazione ricevuta dalla superficie, una variabilità
Di temperatura e luminosità difficilmente compatibile con l’evoluzione biologica così come la conosciamo sulla Terra.
La stella deve poi appartenere alla sequenza principale del diagramma H-R, poiché fuori da questa vi sono soltanto le stelle morenti, la cui energia sarebbe insufficiente per lo sviluppo della vita. Per di più non tutte le stelle della sequenza principale sono ideali per la nascita della vita: questa infatti necessita di molta pazienza e costanza (sulla Terra è apparsa dopo un miliardo di anni dalla formazione del pianeta). Per questo motivo sono sfavoriti i pianeti orbitanti intorno a stelle molto grandi e calde, troppo veloci nel bruciare il loro patrimonio di idrogeno. D’altra parte dovremo escludere anche le stelle scarsamente luminose dalla vita lunghissima, poiché nei pianeti orbitanti attorno ad esse la civiltà con cui potremmo comunicare avrebbe probabilmente concluso da tempo il suo arco di esistenza. Per poter comunicare abbiamo bisogno non soltanto di una specie intelligente, ma anche che essa copra il nostro stesso intervallo di tempo.
La composizione delle stelle è poi molto importante: per lo sviluppo della vita sono necessari, oltre ad idrogeno ed elio, anche elementi più pesanti, come il carbonio, che solo su stelle di seconda generazione si possono trovare. Il pianeta adatto ad ospitare
la vita non deve poi essere tropo lontano o vicino alla stella per ovvi motivi di temperatura, non deve avere massa troppo ridotta, così da non riuscire a trattenere un’atmosfera (es: la Luna) o, al contrario, una massa eccessiva che tratterrebbe un’atmosfera toppo densa, facendo assomigliare il pianeta ad una protostella (è il caso di Giove). Sembra dunque che la massa di un pianeta adatto ad ospitare la vita si collochi tra 1/3 della massa terrestre e 10 masse terrestri.
Basilare è poi la presenza di un’idrosfera atta a proteggere gli esseri viventi dalla pericolosa radiazione ultravioletta.
Per quanto riguarda poi gli elementi costitutivi della vita, quasi tutti gli scienziati sono ormai d’accordo nell’affermare che il materiale di base deve essere ovunque lo stesso: il carbonio. Sappiamo infatti che per avere un sistema vivente occorre utilizzare un mezzo in grado di immagazzinare e replicare grandi quantità di informazioni che la nostra specie ha acquisito nel corso di centinaia di migliaia di anni di evoluzione. I risultati di queste esperienze sono codificati nei geni che ci dicono come dobbiamo vivere . Senza queste informazioni non potremmo sopravvivere. L’essenza della vita consiste nell’accedere a queste grandi quantità di informazioni, di essere in grado di replicarle e trasmetterle alla generazioni successive. Tutto ciò richiede molecole complesse, e quindi la vita non può essere basata che su un atomo che sia in grado di creare molecole molto grandi e complicate, e, allo stesso tempo stabili. Se si considerano gli atomi disponibili, il carbonio è l’unica scelta possibile. Esso infatti forma legami molto forti (doppi e tripli) ed è per di più molto versatile: le varietà possibili di proteine a base di carbonio sono 20 alla centesima. Il silicio, possibile sostituto del carbonio, non sembra avere la stessa versatilità e stabilità.
Oltre all’elemento base è necessario per la vita anche un opportuno solvente con determinate proprietà:

• deve essere abbondante e presente in fase liquida
• pressione e temperatura devono mantenerlo liquido
• deve essere stabile a lungo
• non deve avere un punto di ebollizione troppo basso: perché la vita si sviluppi è necessario che le reazioni chimiche siano piuttosto veloci. Come la temperatura diminuisce la velocità di reazione diminuisce. Dato che la vita richiede tempi lunghi, se le reazioni avvenissero lentamente, le forme viventi non avrebbero tempo di evolversi prima della morte della stella.
• non deve essere tanto reattivo da scomporre molecole complesse in soluzione
• deve dissolvere una vasta specie di molecole semplici e complesse.
• Sulla Terra questo ruolo è svolto dall’acqua che risponde a queste richieste un maniera unica. Essa infatti:

1. bolle ad una temperatura relativamente alta
2. ha la più alta costante dielettrica
3. forma ghiaccio che galleggia
4. è scarsamente reattiva con la maggioranza dei composti
5. nella maggioranza dei composti si scioglie senza decomporsi

• Gli ambienti più favorevoli alla vita si basano dunque sul binomio acqua-carbonio che crea circostanze simili a quelle terrestri.

Recentemente l’Hubble Space Telescope ha localizzato numerosi pianeti extrasolari. Nessuno però sembra rispondere pienamente alle caratteristiche prima discusse:
Ma le probabilità realistiche di ricevere segnali dell’ esistenza di altre civiltà non sono legate tanto al telescopio spaziale, quanto alle onde radio. Queste onde sono captabili mediante i radiotelescopi che, operando su frequenze molto alte (tra 1 e 3 Ghz) sono in grado di ricevere su queste bande eventuali segnali artificiali (quelli naturali hanno bassa frequenza) e quindi probabilmente provenienti da altri pianeti. Tale ricerca è però difficile per due motivi:
le stelle e le galassie che ci circondano emettono una forte radiazione che disturba moltissimo l’osservazione e offusca la altre onde
noi siamo in grado di emettere e ricevere segnali soltanto da 60 anni, un tempo che su scala cosmica è troppo breve per avere un’alta probabilità di captare messaggi
Nonostante ciò la ricerca continua, oltre che alla alte frequenze, anche ad una frequenza "magica" più bassa: quella corrispondente alla riga a 21 cm dell’idrogeno neutro, pari a 1420 Mhz. Questa frequenza è molto utile nell’ esplorazione della Galassia (consente di valutare le concentrazioni di idrogeno) ed è quindi probabile che altre civiltà abbiano deciso di mandare il loro messaggio su questa banda piuttosto che su altre, confidando che altri la utilizzino per scandagliare l’universo.
Ricerche di questo tipo sono state finora condotte a partire dagli anni 60 dal S.E.T.I (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) che ha coinvolto numerosi paesi, finora con scarsi risultati, dovuti più che altro alla poca potenza degli strumenti. Si spera in un prossimo futuro di acquisire la tecnologia necessaria non solo per ricevere ma anche per inviare massaggi. Per ora dovremo accontentarci di rudimentali strumenti come le sonde Voyager  o Pioneer, su cui sono stati incise e raffigurate le testimonianze della nostra esistenza .
 

Nel caso si ricevesse un ipotetico segnale alieno da qualche punto della Galassia, ci sarebbe allora il problema di raggiungere il luogo da cui il massaggio è partito. Con la tecnologia a propulsione chimica di cui oggi disponiamo la durata del viaggio sarebbe però proibitiva dato che le velocità raggiungibili sarebbero irrilevanti su scala galattica. Per poter coprire grandi distanze in un tempo, se non breve, per lo meno ragionevole sono state ipotizzate diverse modalità di propulsione alternativa tali da garantire velocità paragonabili a quella della luce (la massima possibile):3*10all’ottava m/s. La prima proposta avanzata si basa sull’utilizzo di un motore a propulsione atomica:un motore che sfrutta cioè la spinta fornita dall’ esplosione di più bombe a fissione (una al secondo). In tal modo potremmo ottenere un’accelerazione  tale da assicurare una velocità di crociera pari a circa il 10% della velocità della luce. Una seconda possibilità sarebbe poi lo sfruttamento della reazione di annichilazione materia-antimateria: delle tre reazioni nucleari è quella dalla quale si può ottenere più energia (sotto forma di radiazione elettromagnetica),fornendo così la potenza necessaria per raggiungere una velocitàpari a 1/3c. Sebbene sia molto difficile produrre e conservare antimateria gli studi riguardo a propulsori di questo tipo sono già in atto. In questo modo potremo essere sul pianeta Marte in 40 gg. C’è chi ipotizza anche la possibilità di raggiungere velocità pari anche a 0.9c grazie alle cosidette "vele spaziali", pannelli molto estesi e sottilissimi, collegati all’astronave, spinti da un raggio laser ricavato dalla luse solare; una spinta molto debole, ma crescente nei mesi e negli anni. Tuttavia, anche giungendo a velocità molto prossime a quella della luce, ci vorrebbero più di 100000 anni (secondo il riferimento terrestre) per attraversare solo la Galassia. Ma è allora possibile percorrere grandissime distanze in breve tempo? Anche se la relatività ristretta ci dice di no, la relatività generale ci offre qualche spiraglio. Introducendo il concetto di spazio-tempo curvo, essa ci permette di viaggiare globalmente a velocità superiori a quella della luce, pur rispettando localmente la relatività ristretta.Einstein ha a suo tempo dimostrato che una qualsiasi massa gravitazionale è in grado di incurvare lo spazio-tempo circostante grazie al campo gravitazionale da essa generato. La soluzione in teoria adottabile consiste quindi nel contrarre lo spazio-tempo "antistante" l’astronave e dilatare quello "retrostante"; in questo modo il viaggiatore si troverebbe alla fine molto lontano dal punto di partenza e molto vicino alla destinazione, e inoltre, muovendosi in un riferimento locale,a velacità molto inferiori a c, gli orologi a bordo resterebbero sincronizzati con quelli dei luoghi d’origine e d’arrivo, in quanto non si avrebbe dilatazione del tempo, essendo lo spazio-tempo stesso a "spostarsi" con la nave. Pare che la relatività generale ci consenta questo lusso che con la relatività ristretta ci sembrava impossibile. Ma c’è un ma: infatti, per incurvare lo spazio-tempo in maniera così vistosa, ci vorrebbero quantità d’energia pari circa a quella prodotta dal Sole durante la sua intera vita, e per di più dovremmo disporre di una certa quantità di energia di materia "negativa" in grado di respingere anziché attrarre. Purtroppo non possediamo per ora nemmeno gli strumenti teorici per verificarne l’effettiva producibilità, dato che ancora nessuno è stato in grado di trovare un modello fisico-matemetico che possa confermare le leggi della meccanica quantistica a livello macroscopico, unificandola alla relatività generale. Questo è un problema che si pone anche se pensiamo di stabilizzare i cosidetti "tunnel spaziali" (collegamento tra due singolarità quantistiche, ovvero una scorciatoia tra due punti lontani nello spazio-tempo) normalmente del tutto incontrollabili.
Non ci resta che avere fiducia.
 

Bibliografia :

G.Bernardi "La vita extraterrestre"   Il sapere tascabili Newton Compton

L.M.Krauss "La fisica di Star Trek" Longanesi

"The X files" unofficial guide.Season #1,#2
 

Bibliografia:

Il nuovo atlante del cielo, Europeo

Oltre la terra, Fabbri Editori
 
 

Last Updated: Marzo-13-1998
Web Author: Michele Sacchetti
Web Assistent : Giovanni Vaccari
Go back to: Sommario