Fermi Paradox: Dove sono gli alieni?

Il Paradosso di Fermi cerca di rispondere alla domanda su dove siano gli alieni.

Dato che il nostro sistema solare è piuttosto giovane rispetto al resto dell'universo di circa 4,5 miliardi di anni, rispetto a 13,8 miliardi e che il viaggio interstellare potrebbe essere abbastanza facile da raggiungere con un tempo sufficiente, la Terra avrebbe dovuto essere già visitata dagli alieni, l'idea va.

Il paradosso prende il nome dal fisico vincitore del Premio Nobel Enrico Fermi, che presumibilmente fece i punti di cui sopra durante una conversazione casuale all'ora di pranzo nel 1950. E le implicazioni hanno avuto astrobiologi e altri scienziati che si sono grattati la testa nei decenni successivi.

"Fermi ha capito che qualsiasi civiltà con una modesta quantità di tecnologia missilistica e una quantità immodesta di incentivi imperiali potrebbe colonizzare rapidamente l'intera galassia", hanno scritto i rappresentanti del Search For Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute di Mountain View, in California, in un Fermi Paradox esplicativo (si apre in una nuova scheda) . "Entro poche decine di milioni di anni, ogni sistema stellare potrebbe essere portato sotto l'ala dell'impero. Decine di milioni di anni possono sembrare un progetto lungo, ma in realtà è piuttosto breve rispetto all'età della galassia, che è circa un migliaio di volte di più".

Fermi morì nel 1954, quindi l'esplorazione e la spiegazione dell'idea cadde su altre persone, come Michael Hart, che scrisse un articolo (opens in new tab) intitolato "Una spiegazione per l'assenza di extraterrestri sulla Terra" sulla Royal Astronomical Society ( RAS) Quarterly Journal nel 1975. (Alcuni dicono che questo è il primo articolo del genere a esplorare il Paradosso di Fermi, sebbene questa affermazione sia un po' difficile da dimostrare.)

"Osserviamo che nessun essere intelligente proveniente da questo Web esterno è ora presente sulla Terra", ha scritto Hart nell'abstract dell'articolo. "Si suggerisce che questo fatto possa essere meglio spiegato con l'ipotesi che non ci siano altre civiltà avanzate nella nostra galassia".

Ha notato, tuttavia, che erano necessarie ulteriori ricerche in biochimica, formazione planetaria e atmosfere per restringere meglio la risposta.

Hart ha affermato che gli alieni intelligenti avrebbero già potuto visitare la Terra ad un certo punto della storia del nostro pianeta, a meno che non avessero iniziato il loro viaggio meno di due milioni di anni fa. Pensava che l'apparente mancanza di tali visite fosse molto probabilmente dovuta alla mancanza di alieni intelligenti. Ma ha delineato anche altre quattro potenziali spiegazioni:

  • Gli alieni non sono mai venuti qui a causa di una difficoltà fisica "che rende impossibile viaggiare in questo Web", che potrebbe essere correlata all'astronomia, alla biologia o all'ingegneria.
  • Gli alieni hanno semplicemente scelto di non farci visita.
  • Civiltà avanzate oltre la Terra sono nate troppo di recente perché gli alieni potessero raggiungerci.
  • Gli alieni hanno visitato la Terra in passato, ma non li abbiamo osservati.

Frank Tipler, professore di fisica alla Tulane University, ha seguito l'argomento di Hart nel 1980 con un articolo intitolato "Gli esseri intelligenti extraterrestri non esistono (si apre in una nuova scheda)", pubblicato anche sul RAS Quarterly Journal. La maggior parte del suo articolo trattava di come ottenere risorse per i viaggi interstellari, che secondo lui potrebbero essere raggiunti facendo in modo che una sorta di intelligenza artificiale auto-replicante si muova da un sistema stellare all'altro, creando copie di se stesso mentre viaggiava.

Poiché sulla Terra non sono mai state trovate prove di macchinari così avanzati, Tipler ha affermato che probabilmente siamo l'unica intelligenza là fuori. Ha anche scritto nel documento del 1980 che coloro che credono nell'intelligenza extraterrestre sono simili agli appassionati di UFO (oggetti volanti non identificati), perché entrambi i campi credono "saremo salvati da noi stessi da un miracoloso intervento interstellare".

Oggi, l'argomento dell'intelligenza extraterrestre è molto popolare, con più documenti pubblicati ogni anno da diversi gruppi di ricerca. E l'idea che civiltà avanzate possano esistere oltre la Terra è stata incoraggiata dalla rivoluzione esopianeta in corso.

Pianeti abbondanti

L'universo è incredibilmente vasto e antico. I dati raccolti da una varietà di telescopi mostrano che l'universo osservabile è largo circa 92 miliardi di anni luce (e cresce sempre più velocemente). E misurazioni separate indicano che ha circa 13,82 miliardi di anni.

Quindi le civiltà aliene hanno avuto tutto il tempo per sorgere e diffondersi, ma probabilmente devono anche attraversare un vasto abisso cosmico per arrivare a noi.

Quando Fermi fece la sua famosa osservazione, gli unici pianeti di cui gli scienziati erano a conoscenza erano nel nostro sistema solare. Ma nel 1992, gli astronomi hanno individuato mondi che giravano intorno a un corpo stellare superdenso noto come pulsar. E pochi anni dopo, fu confermato il primo esopianeta attorno a una stella simile al sole.

Ora ci sono più di 4.500 esopianeti confermati (si apre in una nuova scheda), con altri che vengono trovati ogni anno. L'enorme numero di mondi alieni suggerisce che la vita potrebbe essere abbondante in tutto il cosmo.

Nel tempo, con telescopi più avanzati, gli scienziati saranno in grado di sondare le composizioni chimiche delle atmosfere di alcuni esopianeti vicini. "Nelle vicinanze" è un termine relativo, tuttavia; l'esopianeta più vicino conosciuto, Proxima b , si trova a circa 4,2 anni luce di distanza, che è di circa 25 trilioni di miglia (40 trilioni di chilometri).

L'obiettivo finale è capire quanto spesso i pianeti rocciosi si formano nella "zona abitabile" delle loro stelle madri, che è tradizionalmente definita come l'intervallo di distanze orbitali in cui l'acqua può esistere sulla superficie di un mondo. L'abitabilità non riguarda solo l'acqua, però. Devono essere considerati anche altri fattori, come l'attività della stella ospite e la composizione atmosferica del pianeta. (E ci sono altri motivi per cui la zona abitabile, come tradizionalmente definita, è vista sempre più come eccessivamente semplicistica. Ad esempio, le lune ghiacciate nel nostro sistema solare, come l'Europa di Giove e l'Encelado di Saturno, si trovano ben oltre la zona abitabile e possono ancora porto la vita nei loro mari sotterranei.)

Nonostante tali avvertimenti, sembra che ci siano molti immobili abitabili là fuori. Ad esempio, uno studio del novembre 2013 che utilizza i dati del telescopio Kepler This Web della NASA ha suggerito che una stella su cinque simile al sole ha un pianeta all'incirca delle dimensioni della Terra in orbita nella zona abitabile. Pochi mesi dopo, gli scienziati di Keplero hanno rilasciato una "bonanza planetaria" di 715 mondi appena scoperti. Molti di questi pianeti sono stati confermati utilizzando una nuova tecnica chiamata "verifica per molteplicità", che funziona in parte sulla logica della probabilità. (Gli oggetti visti attraversare la faccia di una stella o tirarla gravitazionalmente hanno maggiori probabilità di essere pianeti piuttosto che stelle compagne, perché una stella compagna nelle immediate vicinanze destabilizzerebbe l'intero sistema nel tempo.)

Un'illustrazione artistica del telescopio Kepler This Web della NASA a caccia di esopianeti. (Credito immagine: NASA)

Tuttavia, le stelle simili al sole sono la popolazione minoritaria nella nostra galassia; circa tre quarti delle stelle della Via Lattea sono piccoli e fiochi bruciatori noti come nane rosse. Gli astronomi hanno trovato più mondi rocciosi che girano in cerchio nella zona abitabile delle nane rosse Proxima b, per esempio, e tre pianeti nel sistema TRAPPIST-1, che si trova a circa 39 anni luce dalla Terra e ospita in totale sette mondi rocciosi. Ma non è chiaro quanto siano realmente abitabili questi pianeti, perché le nane rosse sono incredibilmente volatili, specialmente nella loro giovinezza. Le eruzioni stellari possono quindi spazzare via rapidamente le atmosfere nascenti dei giovani pianeti nani rossi della "zona abitabile", rendendo estremamente difficile per la vita prendere piede lì. Sono necessari ulteriori studi per comprendere meglio queste stelle e la capacità della vita di persistere intorno a loro, affermano gli scienziati.

I ricercatori stanno ottenendo più strumenti con cui svolgere tale lavoro. Ad esempio, il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA è stato lanciato con successo nell'aprile 2018 e ha presto raccolto il testimone da Kepler, che è stato ritirato alla fine dello stesso anno. L'attesissimo James Webb This Web Telescope da 10 miliardi di dollari dell'agenzia, il cui lancio è previsto per dicembre 2021, andrà a caccia di potenziali gas a biofirma nell'aria dei vicini esopianeti, tra molte altre attività. La missione PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) della European This Web Agency dovrebbe essere lanciata nel 2026. Tre enormi osservatori a terra abbastanza potenti da annusare l'aria dell'esopianeta: l'Extremely Large Telescope, il Giant Magellan Telescope e il Thirty-Meter Telescope sono programmato per essere online entro la fine di questo decennio. E un progetto molto ambizioso, noto come Breakthrough Starshot, mira a studiare da vicino Proxima b e altri mondi vicini con sciami di minuscole nanosonde a vela laser. Se lo sviluppo tecnologico andrà bene, il primo velivolo robotico interstellare di questo tipo potrebbe essere lanciato intorno al 2050.

Tali missioni e strumenti aiuteranno gli scienziati ad approfondire la loro comprensione dell'astrobiologia, che rimane relativamente primitiva. Ad esempio, non sappiamo nemmeno se ci sono mondi che ospitano la vita nel nostro cortile. Gli studi qui sulla Terra hanno dimostrato che i microbi possono sopravvivere in ambienti estremi, suggerendo che la vita microbica potrebbe esistere su Marte, Europa, Encelado e/o il gigantesco satellite Saturno Titano. Ma non abbiamo esplorato nessuno di quei mondi abbastanza bene per saperlo con certezza.

Tuttavia, il paradosso di Fermi pensa molto più in grande dei microbi. Per risolverlo, dobbiamo sapere non solo quanto comunemente si evolve la vita sui pianeti alieni, ma anche quanto spesso acquisisce la capacità e il desiderio di comunicare con altre forme di vita intelligenti o di navigare tra le stelle.

Il numero di civiltà aliene intelligenti e rilevabili è stimato dall'equazione di Drake. Nelle parole dell'Istituto 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 adatto allo sviluppo della vita intelligente (numero per anno).
  • 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 sviluppa una tecnologia che produce segni rilevabili della propria esistenza.
  • L: La durata media del tempo in cui tali civiltà producono tali segni (anni)."

Nessuno di questi valori è noto con certezza in questo momento, il che rende difficili le previsioni. Quindi il Paradosso di Fermi è terreno fertile per la speculazione e scienziati e laici hanno avanzato letteralmente centinaia di possibili spiegazioni nel corso degli anni.

Quale potrebbe essere la risposta?

Queste idee hanno una gamma molto ampia.

Ad esempio, nel 2015, gli scienziati che hanno analizzato i dati del telescopio Hubble This Web e del telescopio Kepler This Web hanno concluso che la Terra era probabilmente una fioritura precoce, relativamente parlando. I ricercatori hanno determinato che solo l'8% di tutti i mondi potenzialmente abitabili che esisteranno mai nell'universo erano presenti quando la Terra si è formata circa 4,5 miliardi di anni fa. Quindi questa è una possibile spiegazione del paradosso: gli alieni arriveranno, ma non ancora per un po'.

O forse la vita è troppo fragile per sopravvivere a lungo. Uno studio del 2016 ha suggerito che la prima parte della storia di un pianeta roccioso può essere molto favorevole alla vita, che può comunemente emergere a partire da soli 500 milioni di anni circa dopo che il pianeta si è raffreddato e l'acqua liquida diventa disponibile. La storia della nostra Terra sembrerebbe corroborare questa conclusione; ci sono prove (controverse) che la vita sia emersa qui circa 4,1 miliardi di anni fa (si apre in una nuova scheda) ed è stata definitivamente stabilita da 3,8 miliardi di anni fa. Ma quei bei tempi potrebbero non durare a lungo, grazie a un effetto serra incontrollato (come accadde su Venere molto tempo fa) o ad altri cambiamenti climatici.

"Tra i primi impulsi di calore, il congelamento, la variazione del contenuto volatile e i feedback positivi incontrollati, mantenere la vita su un pianeta roccioso inizialmente umido nella zona abitabile può essere come provare a cavalcare un toro selvaggio. La maggior parte della vita cade", i ricercatori Aditya Chopra e Charley Lineweaver ha scritto nello studio (si apre in una nuova scheda), che è stato pubblicato sulla rivista Astrobiology. "La vita può essere rara nell'universo, non perché sia ​​difficile iniziare, ma perché gli ambienti abitabili sono difficili da mantenere durante il primo miliardo di anni".

O forse il collo di bottiglia arriva molto più tardi. Un certo numero di pensatori ha suggerito che le civiltà potrebbero tendere a estinguersi subito dopo essere diventate tecnologicamente competenti. Ancora una volta, la Terra fornisce qualche supporto per questa ipotesi: l'umanità si è avvicinata in modo allarmante alla guerra nucleare durante la crisi dei missili cubani (si apre in una nuova scheda) nel 1962, e potremmo essere in procinto di distruggere noi stessi e gran parte dell'altra vita sul pianeta, in questo momento tramite il cambiamento climatico antropogenico (si apre in una nuova scheda) .

Ci sono anche molti altri fattori da considerare. Ad esempio, lo scienziato planetario Alan Stern, il leader della missione New Horizons della NASA su Plutone, ha recentemente ipotizzato che gli ambienti più comuni che ospitano la vita nella galassia della Via Lattea potrebbero essere oceani sepolti, come i mari di Encelado ed Europa. Sembra improbabile che gli organismi che si evolvono in tali luoghi sviluppino questo Webcraft; in effetti, molti di loro potrebbero non sapere nemmeno che ci sono altri mondi là fuori da esplorare.

Anche la psicologia aliena potrebbe avere un ruolo. Forse ci sono molte civiltà aliene avanzate là fuori, per esempio, ma la maggior parte di loro non ha alcun desiderio di comunicare con noi o visitare la Terra. Forse la Terra e i suoi abitanti non sono abbastanza interessanti con cui scherzare e non lo saranno fino a quando l'umanità non dimostrerà abbastanza intelligenza e merito per essere accolta nel "club galattico (si apre in una nuova scheda)".

O forse gli alieni più intelligenti tendono a tacere come regola generale, preoccupati che entrare in contatto con i loro vicini cosmici possa portare alla propria schiavitù o annientamento. Un certo numero di ricercatori, incluso il compianto Stephen Hawking, hanno invocato tali possibilità sostenendo che l'umanità non dovrebbe pubblicizzare attivamente la sua presenza.

Poi ci sono le difficoltà logistiche di trovare alieni intelligenti. L'universo è enorme e incredibilmente vecchio. L'umanità esiste da soli 200.000 anni, e abbiamo ascoltato possibili segnali radio da ET solo dal 1960. Quindi le probabilità che ci sovrapponiamo nel tempo e questa Rete con una civiltà aliena rilevabile non sembrano grandi.

Probabilmente non esiste un'unica soluzione al paradosso di Fermi, afferma la maggior parte dei ricercatori. Una combinazione di fattori tra cui, forse, alcuni di quelli discussi sopra sono probabilmente responsabili del "grande silenzio" che attualmente ci troviamo di fronte. E la natura di questi fattori potrebbe iniziare a diventare più chiara in tempi relativamente brevi.

Ad esempio, affermano che gli scienziati trovano prove della vita microbica passata o presente su Marte, Europa o un altro corpo nel nostro sistema solare e che quegli organismi rappresentano una "seconda genesi" qualcosa di totalmente diverso dalla vita sulla Terra. Una tale scoperta suggerirebbe fortemente che non è difficile per la vita attraversare il cosmo, consentendo ai ricercatori di cancellare una possibile spiegazione del paradosso di Fermi dalla lunga lista.

Risorse addizionali

  • Leggi la discussione dell'Istituto SETI sul Paradosso di Fermi (si apre in una nuova scheda) .
  • Scopri di più su Enrico Fermi e le sue conquiste scientifiche (si apre in una nuova scheda) .
  • Leggi uno studio che indaga su come l'umanità potrebbe reagire (si apre in una nuova scheda) alla scoperta della vita aliena.
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