Paradosso di Fermi: dove sono gli alieni?

Il Paradosso di Fermi cerca di rispondere alla domanda su dove sono gli alieni. Dato che la nostra stella e la Terra fanno parte di un sistema planetario giovane rispetto al resto dell’universo – e che i viaggi interstellari potrebbero essere abbastanza facili da realizzare – la teoria dice che la Terra dovrebbe essere già stata visitata dagli alieni.

Secondo la storia, il fisico italiano Enrico Fermi, famoso soprattutto per aver creato il primo reattore nucleare, se ne uscì con un commento casuale a pranzo nel 1950. Le implicazioni, tuttavia, hanno fatto grattare la testa ai ricercatori extraterrestri nei decenni successivi.

“Fermi si rese conto che qualsiasi civiltà con una modesta quantità di tecnologia missilistica e una quantità immodesta di incentivi imperiali potrebbe rapidamente colonizzare l’intera galassia”, ha detto il Search For Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute di Mountain View, California, sul suo sito web. Entro dieci milioni di anni, ogni sistema stellare potrebbe essere portato sotto l’ala dell’impero”. Dieci milioni di anni possono sembrare lunghi, ma in realtà è piuttosto breve rispetto all’età della galassia, che è di circa diecimila milioni di anni. La colonizzazione della Via Lattea dovrebbe essere un esercizio rapido.”

Fermi avrebbe fatto l’osservazione iniziale, ma è morto nel 1954. La pubblicazione cadde su altre persone, come Michael Hart, che scrisse un articolo intitolato “An Explanation for the Absence of Extraterrestrials on Earth” sul Royal Astronomical Society (RAS) Quarterly Journal nel 1975. (Alcuni dicono che questo è il primo articolo di questo tipo ad esplorare il paradosso di Fermi, anche se questa affermazione è un po’ difficile da dimostrare.)

“Osserviamo che nessun essere intelligente dallo spazio esterno è ora presente sulla Terra”, ha scritto Hart nell’abstract. “Si suggerisce che questo fatto può essere meglio spiegato dall’ipotesi che non ci siano altre civiltà avanzate nella nostra galassia”. Ha notato, tuttavia, che sono necessarie ulteriori ricerche in biochimica, formazione planetaria e atmosfere per restringere meglio la risposta.

Mentre Hart era più dell’opinione che noi fossimo l’unica civiltà avanzata nella galassia (ha sostenuto che nella storia della Terra, qualcuno potrebbe averci già visitato a meno che non abbiano iniziato il loro viaggio meno di due milioni di anni fa), ha delineato quattro argomenti che esplorano il paradosso:

1) Gli alieni non sono mai venuti a causa di una difficoltà fisica “che rende il viaggio spaziale impossibile”, che potrebbe essere legata all’astronomia, alla biologia o all’ingegneria.

2) Gli alieni hanno scelto di non venire mai sulla Terra.

3) Le civiltà avanzate sono sorte troppo di recente perché gli alieni potessero raggiungerci.

4) Gli alieni hanno visitato la Terra in passato, ma non li abbiamo osservati.

L’argomento è stato contestato per molti motivi. “Forse i viaggi stellari non sono fattibili, o forse nessuno sceglie di colonizzare la galassia, o forse siamo stati visitati molto tempo fa e le prove sono sepolte con i dinosauri – ma l’idea si è radicata nel pensiero delle civiltà aliene”, ha scritto il ricercatore del paradosso di Fermi Robert H. Gray in un post sul blog di Scientific American del 2016.

Frank Tipler, professore di fisica all’Università di Tulane, ha dato seguito all’argomento nel 1980 con un articolo intitolato “Gli esseri intelligenti extraterrestri non esistono”, anch’esso pubblicato sul RAS Quarterly Journal. La maggior parte del suo articolo riguardava il modo di ottenere risorse per i viaggi interstellari, che suggeriva potesse essere ottenuto con una sorta di intelligenza artificiale autoreplicante che si spostava da un sistema stellare all’altro e creava copie utilizzando i materiali presenti.

Siccome questi esseri non sono sulla Terra, Tipler ha sostenuto che noi siamo probabilmente l’unica intelligenza là fuori. Ha anche detto che coloro che credono nell’intelligenza extraterrestre sono simili a quelli che pensano agli UFO, perché entrambi i campi credono che “saremo salvati da noi stessi da qualche miracoloso intervento interstellare.”

Oggi, l’argomento dell’intelligenza extraterrestre è molto popolare, con diversi articoli che appaiono ogni anno da diversi ricercatori. È stato anche alimentato dalla scoperta di esopianeti.

Pianeti abbondanti

L’universo è incredibilmente vasto e vecchio. Una stima dice che l’universo ha un diametro di 92 miliardi di anni luce (mentre cresce sempre più velocemente). Misure separate indicano che ha circa 13,82 miliardi di anni. A prima vista, questo darebbe alle civiltà aliene un sacco di tempo per propagarsi, ma poi avrebbero una barriera di distanza cosmica da attraversare prima di arrivare troppo lontano nello spazio.

Fermi ha formato la sua teoria molto prima che gli scienziati trovassero pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Ora ci sono più di 3.000 pianeti confermati, e altri vengono trovati frequentemente. Il solo numero di pianeti che abbiamo trovato al di fuori del nostro sistema solare indica che la vita potrebbe essere abbondante.

Col tempo, con telescopi più avanzati, gli scienziati saranno in grado di sondare la composizione chimica delle loro atmosfere. L’obiettivo finale è quello di capire quanto spesso si formano pianeti rocciosi nelle regioni abitabili delle loro stelle, che è tradizionalmente definito come la zona in cui l’acqua può esistere sulla superficie. L’abitabilità, tuttavia, non riguarda solo l’acqua. Altri fattori devono essere considerati, come ad esempio quanto è attiva la stella e qual è la composizione dell’atmosfera del pianeta.

Uno studio del novembre 2013 utilizzando i dati del telescopio spaziale Kepler ha suggerito che una stella simile al sole su cinque ha un pianeta di dimensioni terrestri che orbita nella regione abitabile della sua stella. Quella zona non è necessariamente un’indicazione di vita, poiché entrano in gioco altri fattori, come l’atmosfera del pianeta. Inoltre, la “vita” potrebbe comprendere qualsiasi cosa, dai batteri agli extraterrestri che navigano su navi stellari.

Pochi mesi dopo, gli scienziati di Kepler hanno rilasciato una “bonanza di pianeti” di 715 mondi appena scoperti, sperimentando una nuova tecnica chiamata “verifica per molteplicità”. La teoria essenzialmente postula che una stella che sembra avere più oggetti che attraversano la sua faccia o che la tirano avrebbe pianeti, al contrario delle stelle. (Un sistema stellare multiplo a così breve distanza si destabilizzerebbe nel tempo, la tecnica postula). Utilizzando questo accelererà il ritmo della scoperta di esopianeti, ha detto la NASA nel 2014.

I ricercatori in precedenza si sono concentrati sulle stelle nane rosse come possibile ospite per i pianeti abitabili, ma come gli anni di studio continuato, le limitazioni sono sorte. Era eccitante trovare pianeti vicini come Proxima Centauri b e i sette pianeti rocciosi di TRAPPIST-1 nelle regioni delle loro stelle dove poteva esistere acqua liquida sulla superficie dei pianeti. Il problema è che le nane rosse sono volatili e potrebbero inviare verso la superficie diverse forme di radiazioni che uccidono la vita. Altri studi sono necessari per capire meglio queste stelle.

Altre navicelle a caccia di esopianeti saranno online nei prossimi anni. Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) è stato lanciato con successo nell’aprile 2018 per studiare le stelle vicine. Il James Webb Space Telescope della NASA, previsto per il lancio nel 2020, esaminerà i pianeti per la composizione chimica delle loro atmosfere. Il PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) dell’Agenzia Spaziale Europea dovrebbe essere lanciato nel 2026. E sono previsti anche osservatori a terra più grandi, come l’European Extremely Large Telescope che dovrebbe vedere la prima luce intorno al 2024.

La nostra comprensione dell’astrobiologia (la vita nell’universo) è solo all’inizio, comunque. Una sfida è che questi esopianeti sono così lontani che è quasi impossibile per noi inviare una sonda per osservarli. Un altro ostacolo è che anche all’interno del nostro sistema solare, non abbiamo eliminato tutti i possibili luoghi per la vita. Sappiamo dall’osservazione della Terra che i microbi possono sopravvivere a temperature e ambienti estremi, dando origine a teorie che potremmo trovare vita simile a quella dei microbi su Marte, sulla luna gioviana ghiacciata Europa, o forse su Encelado o Titano di Saturno.

Tutto questo insieme significa che anche all’interno della nostra Galassia della Via Lattea – l’equivalente del quartiere cosmico – ci dovrebbero essere molti pianeti di dimensioni terrestri in zone abitabili che potrebbero ospitare la vita. Ma quali sono le probabilità che questi mondi abbiano dei viandanti stellari nei loro confini?

La vita: abbondante o rara?

Le probabilità di vita intelligente sono stimate nell’equazione di Drake, che cerca di capire il numero di civiltà nella Via Lattea che cercano di comunicare tra loro. Nelle parole del SETI, l’equazione – scritta come:

N = R* – fp – ne – fl – fi – fc – L

– ha le seguenti variabili:

N = Il numero di civiltà nella Via Lattea le cui emissioni elettromagnetiche sono rilevabili.

R* = Il tasso di formazione delle stelle adatte allo sviluppo della vita intelligente.

fp = La frazione di quelle stelle con sistemi planetari.

ne = Il numero di pianeti, per sistema solare, con un ambiente adatto alla vita.

fl = La frazione di pianeti adatti su cui appare effettivamente la vita.

fi = La frazione di pianeti portatori di vita su cui emerge la vita intelligente.

fc = La frazione di civiltà che sviluppano una tecnologia che rilascia nello spazio segnali rilevabili della loro esistenza.

L = Il tempo in cui tali civiltà rilasciano nello spazio segnali rilevabili.

Nessuno di questi valori è conosciuto con certezza al momento, il che rende le previsioni difficili sia per gli astrobiologi che per i comunicatori extraterrestri.

C’è un’altra possibilità che smorzerebbe la ricerca di segnali radio o di veicoli spaziali alieni, tuttavia: che non ci sia vita nell’universo oltre alla nostra. Mentre Frank Drake del SETI e altri hanno suggerito che ci potrebbero essere 10.000 civiltà in cerca di comunicazioni nella galassia, uno studio del 2011 poi pubblicato nei Proceedings of the National Academy of Sciences ha suggerito che la Terra potrebbe essere un uccello raro tra i pianeti.

Ci sono voluti almeno 3,5 miliardi di anni perché la vita intelligente si evolvesse, la teoria dei ricercatori della Princeton University David Spiegel e Edwin Turner ha detto, il che indica che ci vuole molto tempo e fortuna perché questo accada.

Altre spiegazioni per il paradosso di Fermi includono extraterrestri che “spiano” la Terra, la ignorano del tutto, la visitano prima che sorga la civiltà, o la visitano in un modo che non possiamo rilevare.

Recente discussione sul paradosso di Fermi

Mentre la questione del paradosso di Fermi ha sconcertato gli scienziati per decenni, ci sono alcune nuove intuizioni che potrebbero aiutare i ricercatori a capire meglio perché gli alieni sono stati così difficili da trovare.

Nel 2015, uno studio ha esaminato la probabilità che un mondo si evolva con un ambiente abitabile, utilizzando i dati del telescopio spaziale Hubble e del telescopio spaziale Kepler. Suggerisce che la Terra è stata una fioritura precoce. Anche se lo studio ha escluso la vita intelligente, lo studio suggerisce che la nascita del nostro pianeta è avvenuta molto presto nella storia dell’universo. Quando la Terra si è formata circa 4,6 miliardi di anni fa, dice lo studio, esisteva solo “l’8% dei pianeti potenzialmente abitabili che si formeranno mai nell’universo”. In altre parole, la maggior parte del materiale disponibile per formare pianeti abitabili è ancora in giro – dando un sacco di tempo per la formazione di civiltà aliene.

O forse la vita potrebbe essere troppo fragile per sopravvivere a lungo. Uno studio del 2016 suggerisce che la prima parte della storia di un pianeta roccioso può essere molto favorevole alla vita, in quanto la vita potrebbe emergere dopo circa 500 milioni di anni dopo che il pianeta si raffredda e l’acqua è disponibile. Tuttavia, dopo quel punto il clima del pianeta potrebbe facilmente spazzare via la vita. Guardate Venere (che ha un effetto serra fuori controllo) o Marte (che ha perso la maggior parte della sua atmosfera nello spazio). Lo studio è stato condotto da Aditya Chopra, che allora lavorava all’Australian National University (ANU) di Canberra.

Nel 2017, Space.com ha ripubblicato un articolo di RealClearScience con 12 motivi per cui non possiamo trovare gli alieni, che vanno dalla vita intelligente che si autodistrugge a nessuno che sia disposto a trasmettere la loro posizione.