A caccia di civiltà aliene: L'equazione di Drake e la ricerca di pianeti extra-solari
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Corrado Ruscica - 01/01/2016
Tratto da Scienza e Conoscenza n.32.
Sin dai tempi dei filosofi greci, l’uomo si domanda se siamo soli nell’Universo e se esistano altri pianeti abitabili che possano ospitare civiltà intelligenti. Già nel XVI secolo Giordano Bruno era fortemente convinto dell’esistenza di un numero infinito di soli e di pianeti abitati come la Terra. Nel 1855 l’esistenza di un “pianeta extrasolare” venne postulata dal Capitano W.S. Jacob che scoprì delle anomalie nel sistema stellare 70 Ophiuchi, una stella binaria, che egli pensava fossero appunto dovute alla presenza di qualche pianeta. Ma si trattò di un falso allarme. Il primo vero pianeta extrasolare in orbita attorno ad una stella, 51 Pegasi, fu scoperto nel 1995 ad opera di Michel Mayor e Didier Queloz, anche se le sue dimensioni sono pari a circa la metà di quelle di Giove. Dal 1999 gli scienziati hanno cominciato a scoprire tutta una serie di esopianeti: per la maggior parte si tratta di pianeti di grossa taglia, nessuno è di tipo terrestre, e oggi se ne contano oltre 420.
Comunicazioni interstellari
Se è vero che Giordano Bruno aveva avuto ragione nel ritenere l’esistenza di altri mondi, allora la domanda successiva è: quanti pianeti esistono in grado di ospitare forme di vita, insomma quante civiltà aliene tecnologicamente avanzate ci aspettiamo nella Galassia? Queste domande, un po’ provocatorie, furono poste inizialmente da Carl Sagan agli inizi degli anni ’60. In quel periodo, l’americano Philip Morrison e l’italiano Giuseppe Cocconi, pubblicavano un articolo in cui ipotizzavano le onde elettromagnetiche, in particolare le onde radio, come mezzo di comunicazione interstellare economico ed efficiente. Il radioastronomo Frank Drake, che lavorava presso l’osservatorio di Green Bank nella West Virginia, rimase entusiasta di questa possibilità e un anno dopo, assieme ad un gruppo di collaboratori, decise di puntare l’antenna di 25m di diametro verso due stelle vicine, Tau‐Ceti ed Epsilon‐Eridani, che distano circa 10‐11 anni‐luce. Lo scopo era quello di “ascoltare” eventuali segnali radio intelligenti, sintonizzandosi sulla “frequenza magica” di 1420 MHz – la regione dello spettro radio in cui il rumore creato dalla presenza dell’atmosfera terrestre, dall’emissione radio della Galassia e della radiazione cosmica di fondo è minimo e non interferisce con i segnali radio provenienti dallo spazio. Questo progetto, denominato Ozma, gettava le basi dei futuri programmi verso la ricerca di segnali radio di origine extraterrestre (Search for ExtraTerrestrial Intelligence, SETI). Ma che tipo di segnali radio bisogna cercare? Attualmente si considerano due tipologie di segnali da indagare. La prima si limita alla ricerca di segnali volontari, cioè segnali radio potenti (tipo radiofaro), che vengono continuamente diffusi nello spazio: segnali potenti che contengono poche informazioni. La seconda si limita a cercare segnali involontari, cioè segnali emessi da trasmissioni radio o televisive, che si disperdono nello spazio: segnali deboli che contengono invece molte informazioni. Dunque quali regioni dello spazio dobbiamo esplorare? Sicuramente con la tecnologia oggi a nostra disposizione ci si deve limitare alla nostra Galassia anche se non bisogna escludere, in via teorica, il fatto che un segnale radio alieno potente proveniente da una galassia potrebbe raggiungere un radiotelescopio terrestre assumendo che questo ultimo sia dotato di un ricevitore altamente sensibile.
L’equazione di Drake
La probabilità di intercettare un segnale radio nella direzione giusta al momento giusto è legata a due fattori, il metodo di trasmissione e la statistica. Nel primo caso, la possibilità di ricevere segnali radio extraterrestri dipende da come viene diffuso il fascio delle onde elettromagnetiche: fascio largo, ampia area di cielo coperta ma degrado del segnale fino a qualche decina di anni‐luce; fascio stretto, area di cielo limitata ma segnale radio più penetrante fino a qualche centinaio di anni‐luce. Nel secondo caso invece ci aiuta la ben nota equazione di Drake che dà una indicazione sul possibile numero di civiltà aliene in funzione di diversi fattori legati all’esistenza di un pianeta in un sistema solare dove la vita si può sviluppare fino a produrre esseri intelligenti. L’equazione di Drake, detta anche equazione o formula di Green Bank, fu introdotta dallo stesso Frank Drake nel 1960 al meeting di Green Bank allo scopo di dare una sequenza ai vari argomenti trattati che avevano come tema principale il problema della ricerca della vita nell’Universo.
L’equazione di Drake si scrive nel seguente modo: N=R* x fs x fp x ne x fl x fi x fc x L, dove N è il numero delle civiltà intelligenti esistenti nella nostra Galassia, R* è il tasso di formazione stellare annuo, fs è la frazione di stelle simili al Sole, fp la frazione di stelle con sistemi planetari, ne il numero di pianeti simili alla Terra, fl la frazione di pianeti dove sono presenti forme di vita, fi la frazione di pianeti dove sono presenti civiltà intelligenti, fc la frazione di pianeti con civiltà tecnologicamente avanzate in grado di trasmettere segnali nello spazio, L il tempo di vita medio di una civiltà tecnologica avanzata in grado di trasmettere segnali nello spazio. Se da un lato l’equazione di Drake ci dice che devono esistere un certo numero di civiltà aliene, il famoso “Paradosso di Fermi” esprime, al contrario, la mancanza di evidenza di tali civiltà forse perchè queste tenderebbero rapidamente all’autodistruzione o forse ancora perché il loro tempo medio di vita è piuttosto breve. Inizialmente, Drake e i suoi colleghi ottennero un valore di N=10. Assumendo valori pessimistici dei termini si ottiene N=0,05 (siamo quasi certamente l’unica civiltà intelligente nella Galassia) mentre considerando valori più ottimistici si ottiene N=5.000. Occorre dire che i vari termini nell’equazione non sono noti dunque l’equazione di Drake non può essere utilizzata per arrivare a conclusioni scientifiche. Nonostante le critiche mosse negli anni nei confronti dell’equazione essa viene utilizzata oggi come una sorta di strumento intellettuale che stimola discussioni e curiosità sulle questioni che riguardano l’esistenza di civiltà aliene e la formazione e l’evoluzione della vita nell’Universo.
In conclusione, possiamo dire che dopo circa 50 anni di risultati negativi oggi ci si chiede se la nostra tecnologia sia adatta a ricevere segnali di origine extraterrestre. Sono giuste le strategie di ricerca ed i metodi utilizzati? Il fatto è che sappiamo ancora molto poco e tutti i programmi SETI possono essere considerati solo delle prove per i programmi futuri. Forse qualche civiltà aliena sta già cercando di contattarci ma i nostri strumenti non rivelano i loro segnali. È anche vero che questo è un momento unico nella nostra storia, di ogni storia delle civiltà: l’era della tecnologia, un momento in cui il “contatto” può realizzarsi. Non è possibile pensare, statisticamente, che siamo l’unica civiltà esistente nell’Universo: ciò sarebbe davvero un grande spreco di spazio.
Tratto da Scienza e Conoscenza n.32.
Scritto da Corrado Ruscica
Astronomo, scrittore e divulgatore scientifico. Il suo blog, Astronomica Mentis (http://astronomicamentis.blogosfere.it), è dedicato agli scienziati e alle loro idee sull’Universo, e affronta temi di cosmologia, astrofisica, astrobiologia e fisica delle particelle.
