Domenica 28 ottobre si è svolto il “Third Bioastronomy Day“.

Il professor Stelio Montebugnoli, responsabile dei SETI-Italia introduce l’argomento raccontandoci come il progetto ricerchi l’evidenza dell’esistenza di altre forme di vita in possesso di opportuna tecnologia, attraverso la ricezione di un segnale radio. Da notare che non ne è prevista la decodifica, né una eventuale risposta: la sola ricezione giustificherebbe l’esistenza del SETI. Alcuni dati per inquadrare le proporzioni: nell’universo ci sono 125 miliardi di galassie, la nostra è la Via Lattea e contiene 200 miliardi di stelle. La terra occupa una posizione periferica, e l’altro capo della nostra galassia dista 80.000 anni luce. Le ricerche SETI attuali arrivano a 100 anni luce.
Vista l’ampiezza del campo di gioco, come si svolge la ricerca di ET?

Ogni oggetto dell’universo emette radiazioni elettromagnetiche che sono rivelate dai radiotelescopi attraverso le diverse bande dello spettro; a seconda della banda che viene esaminato, si ottengono diverse “finestre” che mappano diversi oggetti dell’universo che occupano la stessa zona. Ogni finestra dello spettro fornisce informazioni peculiari di quella banda; non esiste una banda migliore dell’altra, quindi per avere una immagine completa di qualcosa, dovrei osservarlo attraverso tutte le bande dello spettro.

La ricerca di ET avviene tramite l’identificazione di radiazioni che egli sia in grado di emettere; la banda migliore da ascoltare è quella radio, poiché è dotata della migliore propagazione, dato che attraversa anche gli ostacoli. Inoltre è la banda che più facilmente contiene “rumore di civiltà”. La frequenza che si ascolta è quella più vicina al più basso rumore galattico: più silenzio significa maggiore facilità d’ascolto. La cosa migliore è cercare segnali radio monocromatici, che non esistono in natura. Il tutto si complica considerando che il cono di ascolto è abbastanza ristretto, quindi un eventuale segnale emesso da un pianeta abitato da civiltà intelligenti non avrebbe un livello costante, ma legato al movimento del pianeta rispetto al fascio del radiotelescopio in ascolto.

Vista la situazione attuale della ricerca in Italia, il progetto non ha praticamente fondi, e si deve quindi fare il possibile con i pochi mezzi a disposizione. Il SETI non ha costi per l’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica): non costa praticamente nulla. Il suo analizzatore di spettro, che ha il significativo nome di Serendip IV, lavora in parallelo alle osservazioni in corso ed in più tiene monitorata la situazione delle interferenze. In pratica si inserisce nel flusso dei dati che vengono utilizzati da altre ricerche come uno “sniffer”, e tramite complesse operazioni matematiche ricerca le radiazioni che potrebbero essere significative.

Se le interferenze prodotte dalle trasmissioni umane continueranno a crescere secondo il trend attuale, tra 10/15 anni sarà difficilissimo effettuare ricerche radioastronomiche da terra; per fortuna nel prossimo futuro verrà completato lo SKA (Square Kilometer Array), dal quale tutti i radioastronomi del mondo riceveranno dati via internet. Si tratta di un immenso sistema di un milione di metri quadrati, che consentirà di fare ricerche SETI a profondità molto maggiori, estendendo il campo attuale, che è 100 anni luce.

SETI rappresenta una delle sfide più complesse per l’uomo. Nella comunità scientifica c’è la convinzione che ET esista, e se tra 20 o 50 anni non avessimo ancora ricevuto nulla, significa solo che cerchiamo nel modo, posto e tempo sbagliati.

La conferenza prosegue con l’intervento dell’eclettico Prof. Claudio Maccone, che inizia con una esortazione ai giovani a dedicarsi agli studi scientifici senza guardare agli sbocchi pratici, ma piuttosto a perseguire la scienza “for the sake of it”, perché non si sa mai a priori a cosa potrebbe portare lo studio scientifico: gli sbocchi spesso sono imprevisti e di grande valore.

Il professor Maccone illustra una sua teoria, secondo la quale la rappresentazione della conoscenza in ambito astronomico rispetto al tempo ha un andamento simile ad una curva detta cubica, fatta grosso modo così:

Il picco nel punto “a” corrisponde al 290 A.C., quando Aristarco capì che la terra girava intorno al sole, segue una caduta del sapere astronomico, che vede il suo punto più basso “b” durante il periodo del medioevo. La scienza comincia nuovamente a progredire, finché nel 1543 Nicolò Copernico riscopre l’eliocentrismo, e siamo nel punto “c”.

In ascissa (asse orizzontale delle “x”) il tempo, in ordinata (asse verticale, delle “y”) una grandezza che identifica in qualche modo il livello di “sapere scientifico”: i numeri negativi corrispondono ad epoche storiche in cui la gente pensava che fosse vero quanto la scienza moderna ha dimostrato falso.

Facendo un parallelo con la storia del SETI, anche qui abbiamo alcuni episodi salienti:

Nella seconda metà del 1500 (punto “a”), Giordano Bruno capì che il sistema Copernicano era quello giusto, che il nostro Sole è una stella come tante, e come intorno al Sole ci sono dei pianeti che orbitano, così possiamo pensare che ci siano dei pianeti in orbita intorno ad altre stelle. Proprio come il nostro pianeta è abitato, così possono esistere degli extraterrestri su altri pianeti.

Nel 1959 i due fisici Giuseppe Cocconi (italiano della scuola di Fermi) e Philip Morrison (americano) pubblicano un articolo che dà inizio al SETI moderno, dimostrando che con le conoscenze dell’epoca era possibile captare i segnali radio di eventuali civiltà extraterrestri. E siamo al punto “b”, l’inizio della “ripresa”. In entrambe le curve i punti “a” e “c” rappresentano i momenti nei quali il livello di conoscenza in un caso, e di consapevolezza nell’altro avevano valori simili. Le curve hanno forme diverse (non fatemi disegnare la seconda che ci ho messo un’ora solo per disegnare questa….), e sono destinate ad incontrarsi in un punto “d” in un prossimo futuro. L’ipotesi del professor Maccone è che la scienza astronomica e i progressi in ambito SETI potrebbero essere in qualche modo collegati; sovrapponendo le curve, egli ha stimato la data del punto “d” intorno al 2070. Per quell’epoca si dovrebbe verificare una scoperta scientifica che consentirebbe da allora in poi all’astronomia e al SETI di procedere affiancati. Ad esempio ci potrebbero essere novità nel campo delle astronavi relativistiche, che viaggiano a velocità prossime a quelle della luce. Una conseguenza della teoria della relatività ristretta di Albert Einstein stabilisce che il tempo è relativo alla velocità con la quale ci si muove, effetto noto come “paradosso dei gemelli”; se si riuscisse a costruire un astronave che va al 20% della velocità della luce, i viaggiatori potrebbero arrivare al centro della nostra galassia, che dista 27.000 anni luce, in soli 21 anni. (Per loro, mentre per noi sarebbe sempre un tempo lunghissimo).

E poi, con uno di quei salti logici che mi piacciono da impazzire, il professor Maccone ci ha fatto notare che, secondo la Star Trek Timeline, nel 2063 ci sarà il primo volo di un’astronave dotata di motore a curvatura! Ho trattenuto a stento una ola. Per uno come me, cresciuto a trenette e Psicostoria, questi argomenti hanno un fascino tutto particolare; la possibilità di prevedere gli eventi sociali tramite calcoli matematici è uno dei capisaldi dell’eccezionale Ciclo della Fondazione di Asimov.

Se ci fossero più fondi si potrebbe passare anche all’esplorazione attiva sistematica, visto che al momento si conoscono già 200/250 esopianeti, ed il numero è in continuo aumento. Un esopianeta è un pianeta esterno al sistema solare che orbita attorno ad una stella diversa dal nostro sole, ed alcuni potrebbero anche avere le condizioni adatte allo sviluppo della vita

A questo proposito, si continua con l’intervento del professor Yvan Dutil dell’Université Laval, Québec, Canada, che illustra le possibili modalità di comunicazione con civiltà extraterrestri.

Si tratta di una grande sfida per l’uomo: costruire una lingua comune che venga compresa da ET, e scegliere gli argomenti adeguati alla prima comunicazione. E’ da secoli che l’uomo tenta di lanciare messaggi: da due secoli fa, quando si voleva disegnare un enorme teorema di Pitagora piantando alberi in siberia (Gauss, 1826), passando per varie rappresentazioni geometriche mandate via radio, fino al messaggio inviato nel 1974 da Arecibo.

Il messaggio di Arecibo era un buon tentativo, ma con il tempo ci si è accorti che poteva migliorare: intanto il messaggio è troppo breve e privo di ridondanza, in caso di perdita di una parte del segnale il messaggio diventa indecifrabile. Inoltre è troppo sensibile al rumore di fondo, e risulta difficoltoso da decifrare se ricevuto in cattive condizioni di ascolto. E poi è di difficile comprensione.

Si sta studiando quindi un modo alternativo e più completo per comunicare con civiltà extraterrestri. Intanto si deve curare la codifica del messaggio in modo che sia resistente alle interferenze, ridondante e con sistemi di controllo dei dati. Poi si deve scegliere la codifica più efficace per le informazioni da trasmettere, studiare un linguaggio con il quale esprimersi, e, cosa più importante, scegliere con cura gli argomenti.

Per aumentare la resistenza al rumore si è usato un frame per ciascuna immagine, per isolarla meglio; il messaggio viene inviato tre volte verso lo stesso obiettivo, per evitare le perdite di parti del segnale. Ogni carattere è diverso per almeno 7 bit in tutti gli orientamenti in cui il carattere può essere rappresentato e non esistono caratteri invertibili simili a “a”, “b”, “p”, “q” o “96″.

Per quanto riguarda gli argomenti, il messaggio comincia con concetti semplici diventando via via sempre più complesso: aritmetica, matematica, geometria, chimica, fisica atomica, sono solo alcuni delle rappresentazioni inserite nel messaggio, fino ad arrivare a nozioni di cosmologia e alle costanti dell’universo. L’ultima pagina dovrebbe consistere in una serie di domande con l’invito a risponderci.

Ma si può fare ancora meglio, poiché matematica fisica e chimica sono utili per costruire un linguaggio, ma non sono molto interessanti come argomento. Inoltre messaggi del genere sono troppo legati alle conoscenze di chi li riceve: se i concetti sono troppo elementari risultano noiosi; se troppo complessi rischiano di interferire con il progresso di chi li riceve e quindi risultare destabilizzanti. I fenomeni sociali sembrano una scelta migliore per comunicare, e SETI si sta lentamente evolvendo in una disciplina diversa. Si parte dal presupposto che alcune funzioni sociali sono comuni a tutte le civiltà: concetti come distribuzione delle risorse, teoria dell’equità, sviluppo sostenibile, sono solo alcuni esempi di fenomeni che posso essere descritti con l’aiuto della matematica, e si tratta di funzioni sociali comuni a tutte le civiltà. Perfino la democrazia è un concetto sufficientemente formalizzabile per essere comunicato a culture diverse della nostra con la speranza che venga compreso.

Una parte della comunità scientifica non gradisce l’invio di segnali, perché non si è certi dell’effetto che potrebbero avere. Inoltre, se si considera la presunta durata media di una civiltà come la nostra, risulterebbe che statisticamente saremmo i meno evoluti, essendo la nostra tecnologia relativamente giovane; l’invio di segnali potrebbe non essere considerato in modo positivo da civiltà più evolute della nostra. (Siamo spammer dello spazio? Rischiamo di finire nella blacklist delle galassie? LOL! Improvvisamente ho questa immagine dell’extraterrestre che riceve un messaggio dalla Terra e lo butta nel cestino, insieme a quelli degli spacciatori di Viagra intergalattico…).

Altri fanno notare che comunque stiamo emettendo onde radio da circa un centinaio di anni, e il “rumore” che produciamo è una sfera che racchiude circa 3000 stelle, sulle quali ci potrebbe essere qualcun altro che potrebbe averci già scoperto.

In conclusione: è certo che non siamo soli nell’universo, ma le grandezze in gioco rendono la ricerca dei nostri fratelli una sfida affascinante che può aiutarci a comprendere meglio noi stessi.