LE  ALTRE  VIE  DELLA  BIOASTRONOMIA

Dott. Massimo TEODORANI Ph.D.

11 maggio 2012

      Don Mario Pio: Buona sera a tutti! Abbiamo fra di noi questa sera il Dottor Massimo Teodorani, che è venuto per parlarci sul problema se ci sia vita in uno dei miliardi di pianeti da qualche altra parte dell’Universo. Sì, in questo immenso Universo quello che sorprende di più, come direbbe San Tommaso d’Aquino, non è tanto se vi sia la vita in un qualche altro pianeta oltre la nostra Terra, ma prendere coscienza che noi, ora, viviamo in questo straordinariamente grande Universo. Per questo ed altro passo la parola al Dottor Teodorani.

      Relatore: Il titolo di questa conferenza è “Le nuove vie della bioastronomia”. La bioastronomia è quella parte dell’astronomia che si occupa di studiare quali sono le condizioni in base alle quali può formarsi non soltanto la vita nell’universo, ma anche l’intelligenza. Lo scopo della bioastronomia oggi è quello di cercare delle evidenze scientifiche, quindi verificabili da tutti, che nell’universo non solo non siamo soli, ma che abbiamo dei “cugini” intelligenti. Sono gli astronomi ad occuparsi di questo. Io sono un astrofisico, ma oggi astronomo ed astrofisico sono la stessa cosa, e cercherò di illustrarvi quindi le basi di questa ricerca, il tema di questa ricerca, e le nuove vie che stiamo iniziando ad intraprendere per poter vedere di trovare qualcosa. Infatti riuscire a rispondere ad una domanda di questo genere certamente ci farebbe sentire meno soli.
      Il contenuto di questa presentazione comprende innanzi tutto una breve introduzione sui pianeti extra-solari, e quindi la possibilità di vita extra-terrestre, e il progetto SETI (“Search for Extra Terrestrial Intelligence”, cioè “Ricerca di Intelligenze Extraterrestri”), che è il progetto principale dello studio della possibilità di altre forme di vita intelligente, usando i radiotelescopi e anche i telescopi ottici – vi farò vedere come. Poi iniziamo con le vie alternative che stanno prendendo piede a causa dell’insuccesso del progetto SETI, il progetto SETT (“Search for Extra Terrestrial Technology”, cioè “Ricerca di Tecnologie Estraterrestri”). Esistono dei modi rigorosi per dimostrare se ci siano segni di tecnologia in stelle lontane ed esiste un modo per cercarli – vi farò vedere come.
      Esiste poi la possibilità che “questi signori” possano visitarci? Allora, quello che non esiste sono le stupidaggini dell’ufologia. Buttatevele alle spalle, perché sono quanto di più diseducativo possa esistere. Però la possibilità delle visite c’è. Vi farò vedere come può esserci e come poterle cercare in maniera rigorosa.
      L’ultima, la più esotica, è la possibilità – basata sulla fisica quantistica – che certi messaggi possano essere depositati direttamente nel nostro cervello. Ora, questa non è telepatia, non c’entra con la telepatia, ma si basa sul meccanismo dell’entanglement quantistico (detto anche, in italiano, intreccio o correlazione quantistica).
      Bene, allora iniziamo subito. È ovvio che, perché possa esserci una forma di vita intelligente, abbiamo bisogno delle “dimore” di questa vita intelligente, quindi di pianeti extra-solari. A proposito dei pianeti extra-solari, non è che io voglia partire da Adamo ed Eva, però contestualizzare un pochino è importante. Come nasce un pianeta? Cioè, come nasce la “casa” degli esseri intelligenti? Nasce dalle nubi interstellari di gas e polveri.
      A un certo punto, queste nubi collassano, a causa di fattori esterni, come per esempio la compressione di fronti d’urto delle supernovae o addirittura di venti stellari, fino a formare delle strutture solidificate (ved. le due figure qui sotto) come questi proplìdi, “proplyds” come dicono in America (da “proto-planetary disk”, “disco protoplanetario”), i quali ulteriormente collassando danno luogo, praticamente, a una neo-stella. Da questa neo-stella si formeranno i pianeti.

Alcuni esempi di “proplyds”
Alcuni esempi di “proplyds
         Una neo-stella
Una neo-stella

      In questa immagine, qui sotto a sinistra, c’è la nebulosa di Orione, come si vede con il telescopio infrarosso Spitzer, e nell’altra immagine, a destra, c’è la nebulosa del Granchio, che è quello che è il residuo di una supernova.

La nebulosa di Orione
La nebulosa di Orione
         La nebulosa del Granchio
La nebulosa del Granchio

      È un gas che è esploso molto tempo fa e, dopo essere partito con una velocità di 30.000 chilometri al secondo subito dopo l’esplosione, si sta ancora espandendo alla velocità di 1500 chilometri al secondo. Quando questo gas si espande, comprime il gas interstellare attorno, come uno spazzaneve, aumentando la densità. Nell’aumentare la densità, si vengono a creare delle strutture condensate, le quali iniziano a collassare gravitazionalmente, formando una protostella. Quando questa protostella, diciamo, si sviluppa, inizia a ruotare, assume una simmetria rotazionale, oltre che di collasso, e al posto della stella si forma un disco, al centro del quale si formerà la stella vera e propria.
      Nella zona più esterna, questo disco si schiarirà, come le nubi si schiariscono per dare spazio al bel cielo, e tutto il momento angolare, cioè la quantità di moto, di questo gas verrà trasferito ai pianeti. Da questi anelli si formeranno quindi, a loro volta, i pianeti e il sole al centro. Allora, è dentro uno di questi che noi andiamo a vedere se c’è vita.

    Strutture di sistemi in formazione
Strutture di sistemi in formazione

      Nelle figure riportate qui accanto c’è un esempio di queste strutture, già formate, e cioè una stella al centro e un disco ancora scuro, dal quale poi si formeranno i pianeti. Questi oggetti hanno “solo” 50 mila anni. Io ho studiato queste stelle, le ho osservate con telescopi, come per esempio Zeta Canis Maioris, FU Orionis. Sono stelle giovanissime, hanno solo 50 mila anni. Quindi siamo riusciti a cogliere, diciamo, il “feto” proprio nel momento della sua nascita.
      Dopo 200 milioni di anni inizia a formarsi il pianeta da questo disco scuro. E qui, nella figura sotto a sinistra, c’è un esempio, solo per farvi vedere che non vi racconto delle favolette. Questo è un mio grafico di una pubblicazione di molti anni fa, in cui si mostra proprio l’esistenza di questo disco dall’andamento kepleriano della velocità dei gas. Cioè i gas sono molto veloci nella zona interna del disco più calda e sono più lenti nella zona esterna. Questa è la legge di Keplero, dimostrata in questo caso spettroscopicamente, che è una mia specialità.

Andamento kepleriano dei gas
Andamento kepleriano dei gas
         Formazione dei pianeti
Formazione dei pianeti

      Oltre alle osservazioni, ovviamente, si fanno dei modelli teorici. Si prendono delle equazioni e le si modellizzano al computer, perché abbiamo bisogno di confrontare quello che emerge dai modelli matematici, che sono ciò che sappiamo dalle leggi della fisica dell’universo, con quello che vediamo. Allora, se ciò che noi modellizziamo, ovviamente matematicamente, perché senza la matematica non si fa scienza, se noi riusciamo a trovare un accordo fra ciò che teoricamente calcoliamo e ciò che vediamo, allora diciamo che quella è una teoria scientifica. In caso contrario, può essere matematica quanto si vuole, ma non è una teoria scientifica.
      Nella figura in alto a destra si vede la formazione del disco, la formazione di strutture a spirale e qui, sul disco, quando cominciano a formarsi i pianeti, che sono quei puntini, con al centro la stella.

Mostra il filmato
   

      Vi mostro adesso un filmatino, che vi fa vedere il processo. [Per visualizzare il filmato, basta fare clic sull’immagine della pellicola qui accanto]. Il filmato dura circa 30 secondi, ma in realtà modellizza un situazione che dura 500 milioni di anni. Vedete anche qui cominciano a formarsi i pianeti, per collasso successivo, sono questi puntini, e al centro c’è la stella.
      “Collasso” è il processo che avviene quando il gas, che costituisce la nube, inizia a cadere su se stesso, perché quando c’è molta massa inizia a formarsi un campo gravitazionale, quindi più aumenta la quantità di materia e maggiore è il campo gravitazionale, e il gas inizia a cadere su se stesso. Questo è il “collasso”.

Possibili proto-pianeti
Possibili proto-pianeti
 

      Nell’immagine qui sopra c’è un esempio di possibili pianeti che io, col mio collega Drahomír Chochol della Cecoslovacchia, forse abbiamo trovato – “protopianeti” – all’interno di una stella ancora molto giovane. Questo perché è mio dovere mostrarvi anche come pensa e come opera un astrofisico, cioè noi non possiamo raccontarvi delle favoline, ma dobbiamo cercare di fare in modo di intrinsecare in voi come operiamo noi, ma lo facciamo per voi, perché la scienza è un servizio che noi, con tutti i nostri limiti e difetti, cerchiamo di dare al prossimo.
      Il filmatino della Nasa, che avete visto, mostra la formazione della nube, poi il disco, e lo schiarimento del disco. Tutto questo è basato su modelli matematici e tutto il gas che, praticamente, c’è in questo disco si va a condensare nei pianeti. È da qui che noi cerchiamo delle civiltà intelligenti. Fino ad ora sono stati trovati 763 pianeti extrasolari. In generale hanno una massa uguale o superiore a quella di Giove, ma questo, in realtà, è quello che noi chiamiamo un effetto di selezione, che è causato dalla relativa imprecisione dei nostri strumenti. Più lo strumento di misura, come ad esempio uno spettrografo, è preciso, e più riesce a rilevare delle masse molto piccole. Quindi, se riusciamo per ora a vedere soprattutto pianeti molto grandi è perché i nostri strumenti non sono ancora sufficientemente precisi, e cioè non riescono a rilevare delle variazioni di velocità radiale di più di 1 millimetro al secondo. Un millimetro al secondo significa l’oscillazione di una stella in velocità radiale, cioè nella sua orbita, a causa della presenza di una massa vicina – un pianeta. Quanto più piccolo è il pianeta, tanto più piccola è l’oscillazione e tanto maggiore sarà la precisione di cui abbiamo bisogno per poter vedere queste cose, cioè spettrografi molto sofisticati. Quindi è dovuto a un limite della nostra capacità, diciamo, di trovare queste cose. In realtà, con metodi diversi, di cui vi farò cenno dopo, siamo riusciti già a trovare almeno 5 o 6 pianeti delle dimensioni di quelle della Terra, però con metodi diversi da quello spettroscopico.

La sonda “Kepler”
La sonda “Kepler
 

      La sonda che vedete qui sopra contiene un telescopio di apertura di circa un metro e mezzo e ha le caratteristiche di monitorare, in un campo di cielo relativamente grande, simultaneamente 100 mila stelle, per cui qualcosa si trova. In questo caso che cosa si cerca? In questo caso non si cerca l’oscillazione della stella, diciamo, gravitazionale, ma si cerca l’evidenza possibile che un qualche pianeta, che orbita attorno a una stella, passando davanti a noi, la eclissi, diminuendo periodicamente la sua luminosità, esattamente come fa la Luna quando eclissa il Sole. I nostri strumenti, oggi, soprattutto le camere CCD, hanno la capacità di rilevare delle diminuzioni fino a un decimilionesimo rispetto alla quantità totale di luce. Per cui, se noi vediamo delle diminuzioni periodiche di luce, vuol dire che c’è un pianeta che passa periodicamente davanti. Dopo, da quello noi riusciamo a ricavare tutti i parametri dell’orbita.

Un paesaggio alieno
Un paesaggio alieno
   

      Questa è una descrizione che io vi devo, perché sta alla base del discorso che farò dopo. Quindi non meravigliamoci se in altri mondi noi possiamo vedere dei paesaggi di questo tipo (ved. la figura accanto).
      Quindi è possibile che ci siano paesaggi con acqua? Tra l’altro, io al radiotelescopio di Medicina, fino a 7 anni fa, ho cercato proprio l’evidenza dell’acqua in certi pianeti, studiando la riga di 22 GHz, con il radiotelescopio, nelle microonde, ma non ho trovato niente.
      Allora, per poter fare in modo che la vita si sviluppi, e con essa una possibile intelligenza, non basta che ci siano dei pianeti extrasolari, ma bisogna che questi pianeti siano disposti in una cosiddetta “fascia di vivibilità”, che sarà tanto più stretta rispetto alla loro stella quanto più fredda è la stella, e tanto più larga, cioè lontana, quanto più calda è la stella.

La fascia di “vivibilita’”
La fascia di “vivibilità
 

      Però vi dico subito che stelle di tipo O, B – stelle molto calde – anche se hanno pianeti, e possono averli, questi pianeti non possono contenere la vita, perché c’è un’emissione di radiazioni ad alta energia, quindi raggi X e ultravioletti, che brucerebbero l’atmosfera e impedirebbero la vita. Quindi dobbiamo escludere stelle di questo tipo (O, B e anche A), ma accettare come possibili stelle di tipo G, come il Sole, oppure stelle nane rosse – chiamiamole così – e quindi stelle molto fredde, dove la possibilità di vivibilità è ancora più vicina, rispetto al Sole. Perché? Perché è molto più fredda.

Mostra il filmato
   

      Vi mostro un piccolo filmato di ripasso [Per visualizzare il filmato, basta fare clic sull’immagine della pellicola qui accanto], che vi fa vedere tre configurazioni. La prima configurazione in alto mostra una stella blu, una stella molto calda e quindi la fascia di vivibilità, se ci fosse, sarebbe molto lontana dalla stella, e, anche se ci fosse, la vita non sarebbe possibile per via delle ragioni che vi ho detto. Vedete, nel filmato, è la zona verde la zona dove è possibile la vita – troppo vicino è troppo caldo e ci sono dei problemi.
      La configurazione centrale è il caso del Sole, poi c’è la configurazione più in basso che è quella di una stella fredda, dove la fascia di vivibilità è molto più ristretta, ma comunque esiste. Quindi noi andiamo a cercare la vita e l’intelligenza in questi due sistemi, escludendo il primo in alto. Dove cercarle esattamente? Come vi ho detto, nelle vicinanze di stelle simili al Sole, cioè di tipo spettrale F o G, oppure K se sono stelle fredde. Sono stelle che bruciano – termonuclearmente – l’idrogeno, e lo fanno per tempi molto lunghi.
      C’è una cosa buffa in astrofisica che quanto una stella è meno massiccia, tanto più lentamente brucia termonuclearmente l’idrogeno, fino a durare fino a 10 miliardi di anni. Quando una stella ha molta massa, come nel caso di una supergigante blu, in 200 milioni di anni ha già bruciato tutto.
      Noi andiamo a cercare stelle di tipo G non solo perché hanno delle condizioni ottimali per contenere la vita, ma anche perché la durata di queste stelle è talmente grande che esiste tutto il tempo per lo sviluppo della vita e quindi anche dell’intelligenza. Hanno una vita lunghissima. Anche negli ammassi globulari, per esempio, ci sono fino a 100 mila stelle o un milione di stelle. Sono stelle che diciamo di popolazione II, cioè molto vecchie, e quindi dove c’è stata la possibilità dello sviluppo di certe civiltà intelligenti. Quindi ci sono tanti possibili mondi.
      Solo nelle nostre vicinanze, a 50 anni luce, abbiamo ben 133 stelle simili alla nostra, e con possibili pianeti. Questo è il Sole e queste sono tutte le possibili stelle (ved. la figura qui sotto), a soli 50 anni luce, e perciò immaginate quante sono le possibilità di andare a cercare, non solo pianeti extrasolari, ma anche pianeti extrasolari che contengano vita e intelligenza.

Possibili stelle che possono avere pianeti
Possibili stelle che possono avere pianeti
 

      Se voi guardate la Galassia, che è di 100 mila anni luce di diametro e quindi è di duemila volte più grande di questa fascia di 50 anni luce, immaginate quanti pianeti possibilmente abitati ci sono solo nella nostra Galassia. Questi pianeti possono ospitare civiltà intelligenti.
      Allora, un radioastronomo americano che si chiama Frank Drake ha deciso di cercare di valutare statisticamente quante potrebbero essere le civiltà intelligenti, solo nella nostra Galassia (ved. lo schema qui sotto).

La formula di Drake
La formula di Drake
 

      Da cosa dipende questa statistica? Dipende da dei parametri, che sono ottenuti direttamente dalle nostre osservazioni astrofisiche. Ecco, N è il numero di civiltà, poi, il tasso di formazione stellare, cioè quanto spesso avviene la formazione delle stelle, quante sono le stelle che hanno sistemi planetari, quanti sono i pianeti per sistema solare con ambiente adatto alla vita, in quale frazione di pianeti c’è attualmente vita, perché il fatto che il pianeta sia adatto non vuol dire che la vita ce l’abbia già, frazione di pianeti abitati da forme di vita intelligente, frazione di civiltà che riescono a sviluppare tecnologie in grado di emettere segnali intelligenti e – questo è un parametro molto importante – quanto tempo queste civiltà durano. Il tempo è un fattore molto importante, perché se queste civiltà durano poco, la probabilità di riuscire a “beccarle” nel momento del loro sviluppo è minima.
      Vi faccio rivedere questi concetti in maniera più grafica (ved. la figura qui sotto).

200 miliardi di stelle nella Galassia
200 miliardi di stelle nella Galassia
 

      Se immaginate che questa è tutta la Galassia – ne ho preso solo un pezzo – vedete che, nel passare dai sistemi planetari ai pianeti con ambiente effettivamente adatto alla vita, ai pianeti in cui attualmente c’è vita, a quelli abitati da vite intelligenti, a quelli con civiltà tecnologiche, il cerchio si restringe moltissimo, al punto tale che la previsione più ottimistica, che è più realistica, è che – a mio parere – il numero di civiltà, statisticamente, in base a ciò che sappiamo dall’astrofisica, potrebbero essere 40. È una stima media, in realtà c’è chi pensa che siano addirittura ancora meno. La stima più pessimistica è 1, cioè ci sono degli scienziati che negano la possibilità di altre forme di vita intelligente, e ci sono stime radicalmente superiori, 1 milione, nel caso che – vi farò vedere – queste civiltà abbiano imparato a spostarsi nella Galassia, cioè a colonizzare altre stelle, quindi a propagarsi come fanno le ninfee in un lago. Questa è una possibilità: la migrazione interstellare. Vedrete che alla base di questo esistono degli studi teorici, molto matematici, che più avanti vi mostrerò.
      Vi parlavo prima della durata di una civiltà tecnologica. Per esempio (ved. la figura seguente), immaginate che, in basso a sinistra, ci sia l’uomo mentre lavora il bronzo e, poco più a destra, l’uomo ai tempi di Carlo Magno. Non c’è stata una grande variazione, praticamente il diagramma è piatto. Poi, improvvisamente, c’è la rivoluzione tecnologica e arriviamo a noi. Più o meno, qualitativamente, ci troviamo dove c’è scritto NOI.

La durata di una civilta’
La durata di una civiltà
 

      Immaginate che queste civiltà siano riuscite ad arrivare su in alto nella figura. A un certo punto si ritiene che venga raggiunto un plateau, una saturazione, che dura molto. Allora, se questa linea in alto dura molto, noi abbiamo la possibilità di trovarli, ma se dura poco, come nel caso della figura qui sotto, perché magari c’è stata un’autodistruzione, allora la possibilità di trovare altre civiltà si riduce pressoché a zero.

L’autodistruzione
L’autodistruzione
 

      Si tratta di capire se il processo dell’autodistruzione sia un fenomeno sintomatico o no. In questo caso non mi riferisco alla fine della vita di una stella, che avviene quando è esaurito il combustibile nucleare e la stella non ha altra alternativa (nel caso di una stella come il Sole) che espandersi come gigante rossa che ingloberebbe con il suo inviluppo in espansione almeno i pianeti interni del sistema solare, ma mi riferisco invece all’autodistruzione non delle stelle, ma delle civiltà intelligenti. Cioè quello che volevo dire è che, se queste civiltà intelligenti, come quelle che stiamo cercando, durano poco, perché si sono estinte a causa dell’autodistruzione, come stiamo facendo noi con le armi atomiche, allora la probabilità di trovarne un indizio si riduce a zero. Praticamente, non riusciamo a vederle. Una civiltà, per poter essere trovata, deve durare molto.
      Bisogna vedere quanto queste civiltà siano mature, perché il punto è che lo sviluppo dell’intelligenza – grande domanda, amletica – dovrebbe effettivamente andare di pari passo con lo sviluppo della coscienza. È davvero così? Non è detto. Ad esempio, io ho conosciuto dei colleghi molto intelligenti e, al contempo, molto demoniaci. Quindi, estrapolando nel futuro a quello che potrebbero essere altre civiltà molto intelligenti, quindi capaci di risolvere problemi, ma senza coscienza, posso aspettarmi che alcune civiltà abbiano molta intelligenza ma poca coscienza. Quindi, che le due cose viaggino assieme è una vecchia storiella. Può darsi che siano delle civiltà mature, che hanno capito che si vive meglio essendo buoni e altruisti, ma temo che la predazione, cioè l’esistenza di animali evoluti sia il fattore predominante in questo universo. Lo temo, come lo teme il professor Stephen Hawking, per esempio.
      Comunque, che tipo di civiltà tecnologiche cerchiamo? Il professore russo Nikolaj Kardašëv ha tracciato tre possibilità di civiltà. Queste civiltà vengono classificate in base a quanta energia riescono a manipolare, cioè quanto sono bravi a manipolare l’energia. Per esempio, a sviluppare una potenza di 1000 miliardi di watt. In questo caso, sarebbero in grado di manipolare l’energia del loro pianeta (Tipo 1). Noi non siamo ancora a questo livello, però alcuni potrebbero esserlo. Questo è il primo livello.

I vari tipi di civilta’ tecnologiche
I vari tipi di civiltà tecnologiche
 

      Poi ci sono quelli – guardate che c’è un aumento addirittura di 14 ordini di grandezza nella potenza – capaci di imbrigliare l’energia della loro stella, e vi farò vedere che c’è un progetto proprio mirato a cercare civiltà di Tipo 2, con strumenti astronomici, con gli strumenti dell’astronomo, le cosiddette “sfere di Dyson”. Poi vi spiegherò cosa sono.
      Le civiltà di Tipo 3 – specie di “dèi”, deus ex machina – sono in grado di padroneggiare l’energia della loro galassia, e nella fattispecie l’energia del nucleo di alcune galassie che, come molti di voi sapranno, contengono un buco nero molto grande, dell’ordine dai diecimila ai dieci milioni di masse solari. Riuscire a imbrigliare l’energia del buco nero significa avere un controllo totale della situazione.
      Quindi, quanto più una civiltà è brava a governare l’energia della natura in cui loro sono contestualizzati, tanto più è alto il numero del tipo.
      Arriviamo adesso al progetto SETI standard, detto anche SETI canonico, e cioè quello che normalmente si fa da una ventina d’anni, che è quello di andare a cercare segnali o nella banda radio o nella banda ottica. Quello che attualmente si fa non ha portato a risultati, ci sono stati molti falsi allarmi. Vi spiego poi perché vengono definiti falsi allarmi. Giusto per darvi un’idea – perché io vorrei concentrarmi più sull’altro discorso – vediamo come il SETI si articola oggi.
      Il RadioSETI (RSETI) usa radiotelescopi e analizzatori multicanale di spettro, cioè strumenti attaccati al radiotelescopio, a sua volta connesso ad amplificatori e ricevitori. Gli analizzatori multicanale sono in grado di analizzare simultaneamente fino a un miliardo di frequenze. Quindi è come cercare un ago in un pagliaio e si sta provando. Gli ingegneri hanno costruito dei sensori e analizzatori molto sofisticati.
      Con il SETI Ottico (OSETI) si cerca la possibile evidenza che qualche civiltà intelligente ci mandi non dei segnali di fumo, ma ci mandi dei lampi di luce laser. Vi farò vedere poi come si cercano queste cose.

SETI Radio e SETI Ottico
SETI Radio e SETI Ottico
 

      Nella figura qui sopra vedete la banda con tutto lo spettro, che va dalle microonde, che è quello che praticamente interessa alle onde radio – sono onde radio comunque molto energetiche che vanno da 1 a 10 GHz –, alla banda ottica, che va dall’infrarosso vicino fino al visibile e che riguarda appunto la ricerca dei segnali laser.

    Il radiotelescopio di Medicina (Bologna)
Il radiotelescopio di Medicina (Bologna)
 

      Per quello che riguarda il Radio SETI, io ho lavorato proprio a quest’antenna qui (ved. la figura accanto), al radiotelescopio di Medicina (vicino Bologna), perché puntavo e studiavo diverse stelle – ne ho puntate 50 in tre anni – che potevano contenere l’acqua. L’acqua emette una riga spettrale molto particolare che è a 22 GHz, nelle onde radio. Ne ho cercate, ma non ho trovato evidenze, se non qualche sospetto, e per fare questo usavo un analizzatore di spettro molto sofisticato che analizza simultaneamente 300 mila canali e che quindi mi dà uno spettro radio molto ben risolto. Ma nello stesso tempo, mentre questo spettrometro andava in funzione per cercare i pianeti, un altro spettrometro, che si chiama Serendip IV, scandagliava, in 25 milioni di canali, se per caso, in mezzo a quella stella che punto io, ci sono anche segnali intelligenti.
      In sostanza, il radiotelescopio ricerca le onde radio mediante un’antenna, perché ci aspettiamo che qualcuno abbia mandato dei messaggi nelle onde radio e quindi usiamo delle antenne molto grandi per riuscire a vedere dei segnali che vengono molto da lontano. È come avere dei microfoni giganteschi per sentire lo starnuto di una zanzara a 200 chilometri di distanza.
      Nel RadioSETI noi cerchiamo dei segnali a banda molto stretta, perché riteniamo che sia il modo più economico di fare uso dell’energia nelle onde radio. Quindi si tratta di segnali strettissimi tra 1 e 300 Hertz – molto, molto stretti. Questi possono essere segnali continui o pulsati. Possono avere una elevata polarizzazione e devono assolutamente avere uno spostamento in frequenza. Perché uno spostamento in frequenza? Perché i segnali provenienti da un’antenna dei nostri cari amici provengono da un’antenna che sta su un pianeta che ruota su stesso e orbita attorno alla sua stella.
      Quindi questo movimento crea un effetto Doppler, è un po’ come un treno che si avvicina – alta frequenza – e poi si allontana – bassa frequenza. E questo è l’effetto Doppler che avviene sia nell’ottica che in tutte le altre onde elettromagnetiche. Ci aspettiamo, perciò, che questi segnali non siano rettilinei, ma con dei cambiamenti in frequenza causati dal movimento del pianeta che spara i segnali, il quale orbita attorno a quella stella, ma non solo orbita, ma ruota anche. Quindi abbiamo due componenti della velocità radiale, più la velocità sistemica che è dovuta al fatto che noi ci stiamo spostando. Bisogna fare delle correzioni estremamente precise.

Le antenne del radiotelescopio
Le antenne del radiotelescopio
         L’elettronica di controllo
L’elettronica di controllo

      Come vi dicevo, si prendono questi dati – qui sopra c’è una foto del radiotelescopio di Medicina mentre sta puntando lo zenit. C’è anche un altro sistema di antenne che io però non ho usato.
      A fianco c’è un esempio dell’elettronica per darvi un’idea della complessità dei ricevitori e degli amplificatori, perché questi segnali che vengono da lontano devono essere per forza debolissimi, quindi abbiamo bisogno di strumenti che amplificano, e quindi ci vuole un’elettronica molto sofisticata.

    Il radiotelescopio di Arecibo (USA)
Il radiotelescopio di Arecibo (USA)
 

      Dopo avervi fatto vedere il nostro radiotelescopio casalingo, quello di Medicina, vedete qui accanto il radiotelescopio di Arecibo (USA) di 300 metri di diametro.
      Come operano questi strumenti? Come si cercano gli ET? Ci sono due modi diversi. Uno è quello di fare delle scansioni di tutto il cielo, prendendo dei pezzi di volta in volta, e poi vedere che cosa c’è dentro. Oppure puntare l’antenna su stelle ben precise. Quindi, con termini inglesi, o “All Sky survey” o l’altra “Targeted search”. C’è poi un terzo sistema, che noi romagnoli spiritosamente chiamiamo “duc a ciàp a ciàp” (in romano: “N’do cojo cojo”), che praticamente è il sistema che si usa al radiotelescopio di Medicina (e anche presso altri radiotelescopi dedicati al SETI nel mondo), nel senso che non è che puntiamo o tutto il cielo o una sorgente specifica, ma utilizziamo lo spettrometro multicanale Serendip IV facendolo lavorare simultaneamente ad altri strumenti mentre si osservano certe stelle e/o galassie per normali studi radioastronomici. Poi, se in quel punto di cielo si trova qualche segnale intelligente, bene, se non si trova qualcosa pazienza. Ovviamente si usa questo sistema anche nel caso di molti altri oggetti celesti sparsi per la sfera celeste che vengono studiati astrofisicamente, sperando di trovare qualcosa che sia di importanza anche per il SETI.
      Allora, cosa succede? Il radiotelescopio, fatto da un’antenna, da un ricevitore e da un amplificatore, scandaglia il cielo – o tutto il cielo o sorgenti specifiche – e questa è la prima fase. Nella fase due lo spettrometro multicanale, che è quell’aggeggino attaccato al ricevitore, il quale è attaccato all’antenna, analizza simultaneamente 24 milioni di canali. Oggi, con gli analizzatori si riesce ad analizzare simultaneamente 1 miliardo di canali.
      Quindi immaginate quanta roba. Se fosse una radio, per ascoltare musica rock, si sentirebbe di tutto, praticamente. Questi segnali potrebbero essere stati inviati deliberatamente dai nostri amici verso di noi, usando antenne come queste, ma potrebbero essere anche segnali di stazioni radio, di radio rock, se ce l’hanno anche loro, comunicazioni tra di loro, che noi potremmo captare, naturalmente.

La tecnica di base del Radio SETI
La tecnica di base del Radio SETI
 

      Lo spettrometro analizza quindi tutte queste frequenze, su una banda estesa, e devono essere segnali comunque in sé e per sé a banda stretta. Poi, quando si è captata questa roba, cosa succede? Questa è la prima fase, la “raccolta del grano”, la seconda fase è “dal grano alla farina”. La terza fase è “il pane”, dalla farina al pane. Come si arriva a questo? Tramite quello che noi chiamiamo un algoritmo di calcolo, e cioè uno strumento matematico che va a “spulciare” dentro questi segnali per cercare di tirar fuori l’ago dal pagliaio. Sono algoritmi matematici di vario tipo, che analizzano quello che è stato visto e poi ci dicono se per caso c’è una struttura, una coerenza in questi segnali. Questa è dunque la tecnica di base del progetto Radio SETI.

Vari radiotelescopi nel mondo
Vari radiotelescopi nel mondo
 

      Nelle immagini qui sopra avete un’idea dei vari radiotelescopi nel mondo – negli Stati Uniti, anche in Italia, in Australia, in Gran Bretagna – e di quanto importante sia il lavoro degli ingegneri elettronici in questo caso, perché sono gli ingegneri elettronici a fare la parte del leone, sono loro ad avere inventato gli analizzatori di spettro multicanale. Sono quindi loro la parte forte, non tanto gli astronomi.

    Il Serendip IV
Il Serendip IV
 

      Nell’immagine qui accanto c’è il Serendip IV, che è lo strumento di SETI Italia, che io avevo davanti al mio studio, sotto l’antenna.
      Vediamo ora il SETI Ottico. Qui c’è un’altra variante. Mentre nell’altro sono vent’anni che si va avanti ma c’è poca roba – vi dirò poi quel poco che si è trovato – il SETI Ottico è quello che utilizza non i radiotelescopi, ma quello che utilizza i telescopi ottici. Che cosa vogliamo cercare? Immaginiamo che una civiltà aliena ci stia sparando contro dei fasci laser, amplificati dallo specchio di grandi telescopi. Se la fisica è uguale in tutto l’universo, è ovvio che anche la tecnologia è uguale in tutto l’universo, perché la tecnologia è un metodo per usare la fisica, quindi è ovvio che anche loro devono avere dei telescopi e anche fasci laser. Loro sparano un fascio laser, che so?, alla distanza di 1000 anni luce, e noi andiamo a vedere non solo se c’è questo fascio laser, ma che cosa è codificato al suo interno. Potrebbe contenere dei messaggi.
      Allora, l’assunto di base è che qualcuno possa mandare dei fasci laser pulsati, con una potenza variabile da 10 kw fino a 1000 terawatt, quindi 1 milione di miliardi di watt, focalizzati da telescopi. Cosa cerchiamo noi? In sostanza, noi vedremmo una specie di faro. Ovviamente noi non lo vediamo come faro, perché noi non vediamo neanche il pianeta che può emettere queste cose, vediamo solo la stella, perché è talmente lontana che non riusciamo a distinguere il pianeta dalla stella. Però una cosa la possiamo vedere. Nel momento in cui il fascio laser – immaginate il faro – vi punta negli occhi, improvvisamente la luce della stella aumenta, ma proprio in un cono piccolo piccolo. La luce aumenta a causa del fascio laser, quindi se noi riusciamo a vedere questa cosa, e la cosa ha una struttura, può darsi che sia di natura intelligente. Cosa facciamo allora? Al posto dell’analizzatore multicanale di spettro, usiamo un fotometro a conteggio di fotoni, cioè uno strumento che conta, uno per uno, i fotoni che arrivano. Sono strumenti che l’astronomia usa, ce ne sono di tanti tipi. Ma questo strumento è particolare, perché non mi calcola quanti fotoni, diciamo, arrivano ogni decimo di secondo, ma mi calcola quanti fotoni arrivano ogni nanosecondo, cioè ogni miliardesimo di secondo. Questi segnali dovrebbero essere modulati in maniera tale da contenere all’interno una struttura che i nostri matematici o linguisti possono decodificare.
      Quindi i fotometri ci permettono – adesso non vado nei dettagli – di cercare queste cose qua. Allo stato attuale è possibile spingersi a distanze che vanno da 10 a 1000 anni luce, perché, se si va oltre, non si riesce a vedere più niente. Questo perché? Perché è nella natura stessa del campo elettromagnetico, cioè della luce. La luce diminuisce con l’inverso del quadrato della distanza per cui, più lontani andiamo, e più non vediamo più niente, praticamente. Ma questo gioca all’opposto di quello che invece può esistere, perché la probabilità di trovare segnali intelligenti, di civiltà intelligenti, aumenta all’aumentare della distanza. Però la luce va giù esponenzialmente, e quindi abbiamo dei limiti che dobbiamo accettare.
      Qui vi faccio vedere un esempio, tanto per darvi un’idea che noi lavoriamo con i numeri, è sui numeri che noi ci basiamo, e quindi con i numeri vediamo degli esempi.

Varie situazioni di rilevabilita’
Varie situazioni di rilevabilità
 

      Immaginate di voler vedere una civiltà di Tipo 1, cioè una civiltà capace di imbrigliare l’energia del loro pianeta, per esempio, quindi bravini, diciamo 10 kwatt. Noi riusciremo a rilevare un segnale così piccolino non oltre 10 anni luce, perché è debole. Quindi immaginate una situazione di questo genere: un segnale molto debole che non può essere rilevato a oltre 10 anni luce. Se la civiltà è di Tipo 2, ci aspettiamo che utilizzino 1 terawatt di potenza, cioè 1000 miliardi di watt, e riusciremo – visto che è tanto – a rilevare segnali fino a 100 anni luce. È come se io guardassi una lucciola a distanza di 10 metri, nel primo caso, e una torcia elettrica alla stessa distanza, solo che qui le distanze sono molto più grandi. Vedete, nella figura qui sopra, che le distanze aumentano, perché più potente è il segnale e più lontano possiamo andare.
      Una civiltà di Tipo 3, in grado di gestire l’energia in modo così potente, 1000 terawatt di potenza, ci permette di arrivare fino a 1000 anni luce. E adesso vi faccio vedere, con un semplice calcoletto, che se noi fissiamo la potenza del fascio laser a 1 terawatt, a seconda del tipo di telescopio che usiamo, o un telescopio piccolo da 25 centimetri, o un telescopio grande da 10 metri, o come il TMT, vedrete che c’è una differenza. Perché è vero che i fotoni diminuiscono drasticamente con il quadrato della distanza, ma è anche vero che la capacità di raccogliere i fotoni aumenta con il quadrato del raggio dello specchio che li raccoglie. Da questo conticino segue che, per una stella di una civiltà di Tipo 1, un telescopietto da 25 centimetri va già bene, certo l’altro va meglio, guardate, 44 mila fotoni non è poco, però quello grosso ne prende 68 milioni. Andiamo a 100 anni luce e troviamo solo 440 fotoni, mentre il telescopione ne vede quasi 700 mila. Vedete che è questa la ragione per la quale occorrono telescopi di grande diametro, perché il grande diametro significa giocare, come su una bilancia (distanza sorgente – diametro del telescopio), il fattore “diametro del telescopio” a proprio favore. Cioè, la distanza è grande, la luce diminuisce con l’inverso del quadrato, ma se noi aumentiamo il diametro dello specchio controbilanciamo questo problema. Questo è il problema degli astronomi.

    Il telescopio russo da 6 metri
Il telescopio russo da 6 metri
 

      A 1000 anni luce il telescopietto è praticamente inutile, perché “becca” solo 4 fotoni, mentre con il telescopione si riescono a beccare quasi 7 mila fotoni. Quindi questo dà un’idea di come ragiona l’astronomo ottico per andare a cercare civiltà, diciamo, intelligenti.
      Questo qui accanto è il telescopio russo da 6 metri, dove volevano mandare me al confino nel 1992. Tra l’altro mi dicevano “di che cosa ti lamenti che si guadagna un sacco”. Venticinque mila lire al mese! Si mangiano solo i funghi che sono buoni, ci sono attorno all’osservatorio. Allora ho detto al mio capo “Vacci te!”.
      Nelle figure più avanti ci sono alcuni esempi di telescopi.

Telescopi di media grandezza
Telescopi di media grandezza
         Telescopio dell’Universita’ di Harvard
Telescopio dell’Università di Harvard

      Nella figura qui sopra a sinistra ci sono altri esempi di telescopi di media grandezza, con persone che stanno attuando il lavoro. Vedete il telescopio ottico, con tutto questo affare attaccato alla culatta del telescopio, che contiene il sensore, il fotometro ad alta velocità.
      A destra c’è un supertelescopio dell’Università di Harvard, in grado di scandagliare il cielo, in questo caso simultaneamente su molti oggetti e che è il più avanzato. Questo, per farvi vedere come sono fatti.

Telescopio giapponese da 3 metri
Telescopio giapponese da 3 metri
         Telescopi per lo studio di radiazioni particolari
Telescopi per lo studio di radiazioni particolari

      Qui sopra a sinistra c’è un telescopio giapponese di 3 metri. A destra ci sono telescopi che sono progettati per studiare radiazioni, tipo la radiazione Čerenkov, che è prodotta poi dai raggi cosmici, e sono adatti anche per questa ricerca.

Il doppio telescopio Keck
Il doppio telescopio Keck
 

      Questo nella figura qui sopra è telescopio Keck, alle Hawaii, un doppio telescopio.

Il supertelescopio da 30 metri (TMT)
Il supertelescopio da 30 metri (TMT)
 

      E finalmente il supertelescopio, nell’immagine qui sopra, da 30 metri di diametro, che è quello, per le ragioni fisiche che vi ho detto prima, che può dare più opportunità di cercare e trovare qualcosa, perché la luminosità ricevuta è proporzionale alla luminosità che viene emessa per il quadrato del diametro del telescopio, diviso per il quadrato della distanza. È chiaro che, se si aumenta LR, la luminosità ricevuta, aumenta la probabilità di trovare qualcosa. Quindi maggiore è il numero di fotoni e migliori sono le nostre certezze che creature intelligenti siano effettivamente in grado di spararci negli occhi dei fasci laser.

      Adesso veniamo ai progetti alternativi. Prima di parlarvi di questi progetti, vi dico subito “Che cosa si è trovato col SETI Ottico e Radio?”. Poco o nulla, falsi allarmi… Che cos’è un falso allarme? Un falso allarme è un segnale che viene registrato, ma che dura poco. Non solo, ma che è osservato, viene visto, da un solo osservatore. Invece, questi segnali devono essere visti da tutti gli osservatori sulla Terra, perché provengono da un oggetto di coordinate approssimativamente fisse, e deve durare a lungo. Sono stati rilevati dei segnali che duravano al massimo un’ora, e gli americani – che si considerano gli dèi in Terra – subito hanno pensato di pubblicare un articolo incauto sul “New Scientist” nel 2003. Il segnale può essere causato da tutto, anche quando l’antenna prende un ricognitore, per esempio, o un aereo. Sono molti i fattori di rumore che interferiscono col segnale. Quindi, siccome questi segnali sono troppo importanti per essere studiati, abbiamo il dovere di analizzare bene tutto il resto, e cioè, se noi cerchiamo una pepita d’oro in un campo di erbacce, prima di dire “ho trovato la pepita”, dobbiamo ripulire tutto il campo dalle erbacce, fino a che non resti solo la pepita. Questo è il modo di procedere della scienza.

    Stelio Montebugnoli
Stelio Montebùgnoli
 

      Anche nel caso ottico non è stato trovato quasi niente, falsi allarmi – a volte può capitare, non so, che in un’autostrada lontana un fascio di luce di una macchina vada a colpire un oggetto che riflette la luce, che riesce a passare dalla cupola e quindi illuminare il fotometro.
      Possono esserci tanti fattori che è difficile da prevedere. Il progetto SETI standard nel campo delle onde radio e nella banda ottica è stato un progetto quasi completamente fallimentare. Questo indipendentemente dalla bravura degli ingegneri, e devo ricordare la bravura e la tenacia del Professor Stelio Montebùgnoli, Dirigente di Ricerca del radiotelescopio di Medicina, dove ho lavorato per diverso tempo. Come ingegnere ha lavorato bene, è stato tenace, come tanti altri. Però non basta. Allora, esistono delle vie alternative per cercare gli ET? Esistono. Inizio con quelle più canoniche.

Ricerca di strutture artificiali
Ricerca di strutture artificiali
 

      Questa è mirata non a cercare dei segnali, ma a cercare dei segni dell’evidenza di una loro tecnologia. Come? Facendo degli scandagli, con i telescopi, nella banda infrarossa. Cosa cerchiamo? Cerchiamo delle strutture artificiali, tecnologiche, che circondano stelle di tipo solare. Queste strutture tecnologiche che cosa creerebbero? Creerebbero quello che noi chiamiamo un eccesso di radiazione infrarossa. Una stella di tipo solare ha una radiazione infrarossa relativamente bassa, perché una stella di tipo solare, essendo un oggetto stabilizzato, che non contiene inviluppi, che non ha gas attorno, come per esempio le protostelle, non può creare un eccesso infrarosso. Però, se da una stella di tipo solare si vede un eccesso infrarosso, una cosa potrebbe esserne il motivo, cioè che civiltà di Tipo 2 siano in grado di imbrigliare l’energia – come vi ho mostrato prima – del loro sole.

    Gerard O’Neill (1927-1992)
Gerard O’Neill (1927-1992)
 

      Lavorando su questa stella, non è che la incapsulino tutta, però, insomma, la ricoprono di oggetti che servono ad acquisire l’energia (che poi riemettono spontaneamente nell’infrarosso), ma anche oggetti che possono essere delle stazioni spaziali nel cosmo. Perfino qui sulla Terra il Professor Gerard O’Neill ci ha pensato.
      Tutta questa roba che circonda il loro sole entro un raggio di 1 miliardo di chilometri – immaginate la distanza di Saturno, per esempio – produce un effetto che si chiama eccesso infrarosso. Noi cerchiamo queste cose qua, inviluppi circumstellari artificiali.
      Si tratta di un inviluppo molto grande, naturalmente. È chiaro che purtroppo – voi conoscerete sicuramente gli ufologi – gli ufologi iniziano a costruirci delle favoline, delle storielline, strumentalizzando il discorso degli astronomi. Noi non possiamo parlare troppo in pubblico di certe cose. Per esempio, io sono stato a Hessdalen, in Norvegia, a studiare strani fenomeni, con degli strumenti. Abbiamo, sì, visto un fenomeno strano. Nei loro congressi hanno scritto che quell’oggetto è sceso, nel campo, e ci ha rapito. Sono arrivati a dire queste cose, per cui non possiamo parlare in pubblico di queste cose, perché la gente – non tutti, perché alcuni sono bravi – strumentalizza, e noi abbiamo la necessità di lavorare in santa pace. D’altra parte molti “scettici” sono altrettanto stupidi anche loro, perché loro non vanno ad ascoltare noi, ma vanno ad ascoltare quello che gli altri dicono di noi, per cui si è deciso che noi ci comportiamo come Fox Mulder, come agenti segreti, e di ufo non parliamo mai in pubblico. Sappiamo le cose, ma non è il momento di dirle, fino a che non ci saranno degli articoli scientifici, pubblicate su riviste con Peer Review e che spacchino il capello in quattro.

Immagine ripresa dal “Mount Wilson Observatory” nel luglio
2008
Immagine ripresa dal
“Mount Wilson Observatory”
nel luglio 2008
   

      Ebbene, sono state viste bolle di questo genere (ved. la figura qui accanto). Probabilmente si tratta di un nuovo tipo di nebulosa planetaria, cioè ciò che resta di una stella come il Sole, dopo che ha attraversato una fase di gigante rossa, molto bella, e altri hanno pensato che questa potrebbe essere invece una sfera di Dyson. Non è che dobbiamo dire ‘no’, ma non possiamo dire neanche ‘sì’. Noi dobbiamo verificare queste cose. Allora, è stata fatta questa verifica, ma prima di arrivare a questo, vi dico che cosa cerchiamo tecnicamente. Intendiamo utilizzare potenti telescopi infrarossi, come il telescopio Spitzer, tutt’ora in orbita, molto sofisticato, che ha donato meravigliose immagini della Galassia e di altre galassie.
      Concentriamo questa ricerca su stelle di tipo solare, come questa a sinistra nella figura qui sotto, dalle quali normalmente non ci sarebbero eccessi di radiazione infrarossa. Poi, vediamo se c’è un eccesso di radiazione infrarossa. Se c’è, questo non è di origine naturale. Tecnicamente, quello che noi vogliamo vedere è come varia il flusso luminoso in funzione (su scala logaritmica) della lunghezza d’onda. Una stella di tipo solare ha un andamento fatto dalla curva nella zona di sinistra della figura. Quelli in giallo sono punti sperimentali, la linea bianca è la curva teorica. Se troviamo dei punti sperimentali che vanno sopra la curva teorica (come quelli in verde), abbiamo un eccesso infrarosso. È normale trovare un eccesso infrarosso in alcune stelle come ad esempio le stelle Be o le protostelle, ma non è normale trovarlo in queste.

Ricerca delle colonie di Dyson
Ricerca delle colonie di Dyson
 

      Che cosa si è trovato? Si è pensato che nella nostra Galassia possano esserci dalle 1000 alle 10000 sfere di Dyson. Anche su questo è stata fatta della statistica. Come vi ho detto, parliamo di civiltà di Tipo 2. Fino ad ora si è lavorato molto poco, nel senso che i dati del satellite Spitzer, che è più moderno, non sono stati ancora usati in tal senso, ma anche i dati del satellite ISO non sono stati globalmente analizzati mirando a questo scopo. Sono stati analizzati i dati del vecchio buon satellite IRAS. C’è un gruppo – guarda caso è di fisici nucleari, non è di astronomi – che si chiama “Fermilab Dyson Sphere Search Program”. Hanno rilevato che su 11224 oggetti, andando ad analizzare i dati di IRAS, sedici di questi oggetti potrebbero essere delle sfere di Dyson. Questa è una tecnica.
      Ma come si fa a tagliare la testa al toro? Come si fa a dire che questo eccesso infrarosso è veramente dovuto a colonie nello spazio, comunque a sistemi tecnologici attorno a una stella? Usando un altro sistema, ad esso complementare. Cioè, cercando cosa? Cercando esattamente la stessa cosa che noi cerchiamo nella ricerca dei pianeti extrasolari. Quando un pianeta extrasolare eclissa la sua stella, quella stella diminuisce la sua luce.
      Immaginiamo che non sia un pianeta a eclissarla, ma è un pianetino artificiale, fatto di metallo. Come capiamo che quel pianetino è artificiale? Ve lo dico subito. Intanto la tecnica. È quella usata  per i pianeti extrasolari. Vedete in questa animazione che il pianetino passa davanti alla stella.

Occultazione di una stella
Occultazione di una stella
 

      Cosa succede mentre lo fa? Succede che la luce diminuisce. Allora immaginiamo che, anziché essere un pianeta normale, sia un pianeta artificiale, metallico. Ma astronomicamente parlando, anzi astro-matematicamente parlando, quello che viene fuori è esattamente lo stesso. Quindi di questo noi possiamo calcolare tutti i parametri, la massa, il raggio e un’infinità di altre cose.

Un oggetto che passa davanti a una stella
Un oggetto che passa davanti a una stella
 

      Ecco, qui nella figura qui sopra c’è una stella di tipo solare con un grande oggetto e immaginate che di questi oggetti ce ne siano non uno, ma ce ne siano migliaia, e periodicamente occultano questa stella.

    Luc Arnold
Luc Arnold
 

      Però, per capire meglio, un mio collega francese, che si chiama Luc Arnold, ha immaginato come cambierebbe la luce a seconda delle forme di questi oggetti tecnologici. Non è che l’ha immaginato così, ma ha detto “immagino questa cosa e voglio simularla matematicamente”. Vi faccio vedere come. Vedete nella figura più avanti forme circolari, forme quadrate, forme piramidali.
      L’argomento del suo lavoro è “Ricerca di transiti di strutture artificiali, usando telescopi spaziali ottici e infrarossi, usati fotometricamente”. Cioè, questo per vedere la diminuzione della luce. Arnold ha simulato una situazione di questo genere. Ha immaginato forme geometriche di vario tipo e studiato come forme di diverso tipo cambiano la luce quando eclissano la loro stella.

Transiti di strutture artificiali
Transiti di strutture artificiali
 

      A seconda della forma geometrica, abbiamo delle curve di luce specifiche, quindi abbiamo già in mano lo strumento, matematicamente simulato, che ci può permettere di fare confronti con quanto si va a osservare. Se curve di questo genere, cioè il modo con cui la luce varia, si somigliano (noi diciamo con un termine inglese “fittano”) allora vuol dire che effettivamente in quel momento stiamo osservando delle strutture artificiali che periodicamente eclissano la stella.

Simulazione e curva di luce attesa
Simulazione e curva di luce attesa
 

      Su questa idea, infatti, Luc Arnold ha pubblicato sul prestigioso Astrophysical Journal un lavoro di grande valore (ved. la figura qui sopra). Però purtroppo, oltre a questo lavoro matematico, di simulazione, non mi risulta che sia stato fatto niente. Perché? Perché gli astronomi, di solito, hanno paura di non riuscire a pubblicare niente e una carriera si costruisce spesso sulla quantità di carta che si è pubblicato e non sempre sulla potenza delle scoperte che praticamente ne vengono fuori. Conta più la carriera, contano più i soldi di chi fa la rivista che non fare delle super-scoperte. Avere coraggio è una cosa non gradita nel mondo degli astronomi. Ci vuole coraggio e senso dell’esplorazione, se no non si va molto avanti. Quindi hanno paura che non si trovi niente e quindi dopo non si pubblica. Ora, dove sta l’esplorazione? Noi cosa siamo, scienziati o burocrati? Chi siamo?
      Nelle immagini che avete visto sopra sono presenti strutture artificiali, come sono state immaginate da Gerard O’Neill, un fisico americano, il quale ha pensato che noi stessi possiamo costruire strutture del genere, che è facilissimo montare in orbita, in assenza di peso, il problema è portarle in orbita. Quindi immaginate civiltà che sono avanti a noi di un milione di anni, con strutture addirittura come si vede nelle figure qui sotto.

Strutture artificiali in orbita
Strutture artificiali in orbita
         Strutture artificiali in orbita
Strutture artificiali in orbita

      Allora qual è la strategia per trovare queste strutture? È il progetto SETT (Search for ExtraTerrestrial Technology), che è il miglior mirino possibile. Scusate il paragone, ma credo che renda l’idea.

Strategia con il progetto SETT
Strategia con il progetto SETT
 

      Abbiamo bisogno di un mirino per poter usare bene la canna del fucile, se no spariamo a vuoto. Allora, la ricerca dell’eccesso infrarosso e dei transiti, con il progetto SETT, ci può permettere di usare poi in maniera “mirata”, e non a caso, i progetti SETI nella banda ottica e radio, e cioè la ricerca dei segnali. Significa usare il progetto SETI in modo più intelligente, cosa che non è stata fatta. Questo mostra perché il progetto alternativo SETT è importante.
      Poi c’è l’ipotesi della possibilità della migrazione interstellare (Search for ExtraTerrestrial Visitation). Anche questo è un progetto che comporta l’uso di strumenti astronomici. Con i sistemi che abbiamo visto, prima di parlare del SETV, non si trova niente. Segnali da 10 a 100 anni luce possono provenire da civiltà comparabili alla nostra, perché non ci vuole molta potenza per essere visti da quella distanza. Se i segnali vengono da 100 a 1000 anni luce possono provenire da civiltà di molto superiori alla nostra, cioè capaci di sparare molta energia per poter essere visti da così lontano.
      Se non riceviamo nessun segnale, abbiamo due possibilità:
      1) che non esistono civiltà né simili né superiori alla nostra nella nostra Galassia;
      2) che le civiltà più evolute non comunicano più usando le onde elettromagnetiche, ma preferiscono esplorare direttamente il cosmo.
      Quello che noi cerchiamo col SETI normale non è che è sbagliato, va bene, però è antropomorfico, perché con quello noi cerchiamo altri come noi o simili a noi. Però la possibilità che queste altre civiltà si spostino nello spazio esiste. Non è vero che le distanze sono così grandi che non possano spostarsi. Esistono svariati metodi per poterlo fare. Esistono metodi di trasporto. Immaginate, per esempio, una sfera di Dyson, che avete visto prima, che non è immobile attorno a una stella, ma che viene messa in movimento, come una grande astronave. Quindi nel giro di decine di migliaia di anni, alla fine, arriverà dentro il nostro Sistema Solare, magari perché il pianeta di quella stella è minacciato dal fatto che quel sole potrebbe diventare una gigante rossa, e quindi si fa una migrazione. Questo è possibile, oppure è anche possibile – questo ce lo dice la fisica teorica, non la fantascienza – contorcere lo spazio-tempo per ottenere il cosiddetto “stargate”, e quindi la possibilità di fare dei viaggi molto rapidi. È possibile, però vi dico subito che occorre una grande quantità di energia. Per fare passare attraverso un foro grande una decina di centimetri, un foro nel tessuto spazio-temporale, un topo, ci vuole tanta energia quanta l’energia corrispondente alla massa a riposo della Terra.
      È ovvio che si tratta di gente in grado di creare questa quantità di energia, che viene chiamata “energia negativa”, presa dal vuoto quantistico. Però è possibile, perché esistono le equazioni, che poi sono soluzioni delle equazioni di campo di Einstein, quindi è possibile che altre civiltà incurvino lo spazio-tempo. Non è che accelerino la velocità della luce, ma semplicemente prendono lo spazio-tempo e lo curvano, come un foglio di una carta geografica.

Incurvare lo spazio-tempo
Incurvare lo spazio-tempo
 

      Se in un punto c’è Roma e in un altro punto c’è Milano, e sono distanti, se io incurvo lo spazio-tempo, diventano improvvisamente vicini. Si tratta di fare un foro, una porta, per passare da un punto all’altro. Quindi la possibilità delle visite c’è. Io non lo dico nei congressi ufologici, perché se no strumentalizzano le mie parole, però la possibilità c’è, e la possibilità che la Terra sia visitata c’è. Il punto è come queste tematiche debbano essere affrontate. E qui conta solo il metodo scientifico.
      Immaginate uno scenario possibile, uno scenario che un bel giorno – questo non è successo, è solo un esempio – 15 aprile 2001, un radiotelescopio improvvisamente rileva una sorgente di onde radio, poi il giorno dopo non la vede più. Perché? Perché si è spostata. E perché si è spostata? Si è spostata per via di quello che noi chiamiamo “moto proprio”, cioè la sua velocità angolare è talmente elevata che è uscita proprio dal campo del radiotelescopio. Se è così veloce non può essere una stella, ma deve essere per forza una sorgente in movimento molto vicina, cioè dentro il Sistema Solare. Quindi potrebbe trattarsi di una grande sonda, più o meno grande, che è in transito nel Sistema Solare. Allora questi burocrati dei miei colleghi (non tutti per fortuna), come ragionano? Questo potrebbe spiegare i segnali che sono stati trovati, nelle onde radio soprattutto, ma che sono durati poco. Cosa si deve fare qui, se uno è serio? In questo caso, immaginiamo che il radiotelescopio dice “Ah, non c’è più, e quindi ho chiuso”. Da impiegato del catasto, pari, pari.
      No, qui si tratta di rimboccarsi le maniche e di puntare il radiotelescopio in un intorno, in un cerchio, in un box di errore, fino a che non si trova di nuovo la sorgente. Bastano 2 punti per calcolare la traiettoria e, calcolata la traiettoria, teniamo l’oggetto, come diciamo, “in tracking”, come la contraerea – praticamente – che insegue un missile, usando il radar e altri sistemi optronici. Una volta messa in punteria, esattamente con la stessa tecnica di puntamento delle comete, ci puntiamo i telescopi più potenti, con spettrografi ad alta risoluzione, per ottenere dati ad alto livello.

Un’ipotesi su alcuni segnali radio
Un’ipotesi su alcuni segnali radio
 

      Basta solo avere voglia di lavorare un po’ di più, e di uscire dal vecchio meccanismo burocratico di dire “se il sistema che si vede non è stabile, allora non esiste”. No, bisogna valutare tutte le possibilità. Questa è una cosa sensata.
      La ricerca di vita extraterrestre non è una fantasia, ma è fondata su delle equazioni ben precise, che poi sono le equazioni dell’idrodinamica per studiare i gas, dove praticamente si studiano queste civiltà come le particelle di un gas. Quello che salta fuori da questi modelli matematici di 30 anni fa è che si è calcolato che, se si considerano queste civiltà nella Galassia come tante molecole di un gas e lo si fa espandere, da questa modellizzazione matematica si scopre che si forma come un’onda che cresce di un millesimo di anno luce per anno. È un’onda migratoria. Si è calcolato che bastano 60 milioni di anni per colonizzare l’intera Galassia, in un tempo che è 150 volte più piccolo dell’età della Galassia, per cui esiste tutto il tempo per colonizzarla. Questo introduce un nuovo parametro nell’equazione di Drake, che è il parametro di migrazione.

L’equazione di Drake
L’equazione di Drake
 

      Non vado nei dettagli, ma comunque il numero di civiltà migratorie è pari a questa formula, riportata qui sopra, dove fx è il numero di civiltà in grado di effettuare colonizzazioni, fs è il numero di stelle che si prestano per la colonizzazione, cioè c’è “aria buona”, a è il numero di stelle che hanno nell’intorno un certo gruppo di stelle entro un raggio m, n è il numero di “ondate” di migrazione. Vedete che, se n=1, la sommatoria diventa zero, per cui otteniamo nM=1 che è il valore più pessimistico della formula di Drake.
      Quantitativamente, sono state valutate queste cose. Visualmente, c’è qui una spiritosaggine, il paradosso di Fermi.

Il paradosso di Fermi
Il paradosso di Fermi
 

      “Se ci sono , perché non li vediamo?”. Perché non siamo stati capaci di vederli. Non perché la nostra scienza è sbagliata, la nostra scienza va bene, però non basta, bisogna fare di più. L’idea è questa: di vere e proprie “arche”, tipo l’arca di Noè. A un certo punto, immaginate una stella, che sta per diventare una gigante rossa – e quindi se diventa una gigante rossa e se loro si trovano in un pianeta nella fascia di abitabilità della Terra verrebbero investiti dall’inviluppo della gigante. Bisogna scappare.

Le “Arche” di Dyson
Le “Arche” di Dyson
 

      Allora si costruiscono delle “arche” che contengono fino a milioni di persone, e si mandano in altri sistemi più favorevoli, fino a colonizzare pian pianino altri mondi. Questo è un sistema molto convenzionale, non riguarda il tessuto spazio-temporale modificato. Quindi l’idea è di mandare le arche verso stelle simili al Sole.
      Come si fa a cercare queste sonde? Anche queste devono avere un forte eccesso infrarosso, le “arche di Dyson”. Anche queste si possono identificare da quel test che abbiamo visto prima, con strumenti astronomici per ottenere tutti i parametri fisici che ci interessano. Quindi l’astronomia può permettere di scoprire civiltà tecnologiche, anche all’interno del Sistema Solare.

“La vita come la conosciamo”
“La vita come la conosciamo”
   

      Questa sembra un’idea fantascientifica: in realtà non è neanche tanto peregrina. Ho parlato di questo in un mio articolo in un famoso libro che è uscito nel 2006, pubblicato dalla Springer, dove ho sviluppato questa idea. Che cosa si sta facendo con il SETV? Ci si propone di scandagliare fino a 50 Unità Astronomiche il Sistema Solare, con strumenti astronomici. Ci sono progetti già pronti, ma ci sono database ancora da analizzare, soprattutto quelli del satellite Spitzer.
      Inoltre, scandagliare la Terra, con stazioni ben precise, per studiare fenomeni anomali in atmosfera. Come si procede? Si identificano eventi prosaici. Nel 90 per cento dei casi sono sempre eventi spiegabili. Ci sono allucinazioni, inganni, truffe, falsi, bufale – non vi dico quanti ne hanno scoperti, tra l’altro mi volevano denunciare, mi volevano querelare, perché avevo scoperto, in America, un falso fotografico. Ho detto “non prendete in giro la gente”. Volevano querelare me, perché avevo notificato loro che avevano messo un falso in rete, una cosa impressionante.
      Insomma, quando si studiano queste cose, vengono fuori tecnologie terrestri segrete. Qui ci stiamo studiando a fondo. Esistono veicoli che si chiamano UAV o UCAV, cioè sistemi invisibili ai radar, di forma triangolare, o veicoli a elica intubata, che sembrano dei piccoli dischi volanti. Quindi esistono anche queste sorgenti di “rumore”, rumore rispetto al segnale.
      Ci sono poi i database ufologici, quando sono ben fatti – qui ho pubblicato un grosso articolo, tecnico, su casi americani – e, soprattutto, fenomeni fisici spazialmente ricorrenti ancora poco conosciuti, come quello di Hessdalen in Norvegia, che ho studiato a fondo.

Un articolo del 2009
Un articolo del 2009
 

      Con quali risultati? Abbiamo qualcosa di più sulla fisica di alcuni fenomeni naturali terrestri. Si parla di “serendipity”: magari cerchiamo anche quello ET – è ovvio che cerchiamo anche quello, se ci casca dentro, lo prendiamo, anche perché noi utilizziamo strumenti per monitorare questi fenomeni in tutto e per tutto identici agli strumenti astronomici, magnetometria, spettrometria nella banda delle microonde, ecc.

Un articolo del 2004
Un articolo del 2004
 

      Per ora, però, abbiamo scoperto fenomeni naturali, molto strani, molto interessanti, perché producono una grandissima quantità di energia, il che può essere utile, per riprodurla noi, diciamo. Non esistono al momento evidenze scientifiche che la Terra sia stata visitata, per cui tutto quello che vedete su Youtube sono stupidaggini colossali. Mi spiace, ma i “grigi” per ora non ci sono. Questo non significa che non possano esserci, perché non è impossibile, però non ci sono prove scientifiche e noi cerchiamo quelle. Questo mio discorso è supportato da articoli, con “peer review”, che ho fatto in passato.

Vari oggetti osservati
Vari oggetti osservati
 

      Nell’immagine qui sopra ci sono le varie forme di vari oggetti che sono stati visti, molti dei quali possono essere oggetti militari, altri no. Ci sono, bisogna prenderne atto. Quando non sono dei falsi, vanno studiati molto attentamente.

    Prototipi di UAV a Elica Intubata
Prototipi di UAV a Elica Intubata
 

      Come membro del NARCAP, un’organizzazione statunitense, so che queste cose ci sono, però non è detto che siano extraterrestri. Vanno però studiate scientificamente, anche perché a volte possono costituire un problema per l’aviazione, e quindi vanno non solo catalogate, ma studiate.
      Qui accanto vi è un esempio dei cosiddetti UAV, cioè dei veicoli automatici militari. Alcuni sono stati progettati in Italia, addirittura, per cui chi ha visto un disco volante ha visto una caldaia volante.
      Queste qui sotto invece sono le vere anomalie.
      Questo è un fenomeno che ho registrato a Hessdalen, molto basso. È un fenomeno di plasma, in questo caso, un fenomeno luminoso – tanto per dirvi che sono state fatte delle analisi, calcolata la quantità di luce, il modo di cambiare della luce, i cambiamenti di forma di questi fenomeni, i quali sono a tutti gli effetti fenomeni naturali anche se molto strani.

Le vere anomalie
Le vere anomalie
 

      Nella figura vedete che anche qui c’è la curva di luce, in questo caso ci sono gli spettri, tutte le stesse cose che abbiamo già visto. È astrofisica applicata a questi fenomeni di luce. Molte cose dobbiamo ancora imparare, sono molto strani, ma sono fenomeni naturali.

Meccanismi di irraggiamento
Meccanismi di irraggiamento
 

      Dai meccanismi di irraggiamento, per esempio (ved. la figura qui sopra), si riesce a dedurre come si produce la luce.

    Misure sulle rive del lago Ontario
Misure sulle rive del
lago Ontario

      Nell’immagine a fianco avete un’idea delle nostre “scampagnate” con una piccola parte degli strumenti. In questo caso ero sul lago Ontario. Nello stesso spirito c’è il mio lavoro pubblicato sul “Journal of Scientific Exploration” (ved. l’immagine riportata precedentemente) – anche questa è una rivista con “peer review”.
      Parliamo un attimo del plasma. Che cos’è un plasma? Un plasma è un ammasso di elettroni e di ioni. Quando la temperatura è molto elevata si forma un plasma. Il gas interstellare è un plasma. Fatto sta che un gruppo di ricercatori tedeschi, che ha pubblicato sul “New Journal of Physics”, ha scoperto che il plasma, in particolari condizioni, si comporta esattamente come il DNA, non solo come forma, ma come capacità di replicazione. Il discorso è che fenomeni luminosi come quelli di Hessdalen o simili fenomeni visti nel mondo si comportano in modo strano. Un plasma può diventare una forma di vita? E una forma di vita del genere può sviluppare l’intelligenza?

Un plasma puo’ diventare una forma di vita?
Un plasma può diventare una forma di vita?
 

      Queste sono le cose più nuove, e ve le dico solo perché sono state pubblicate sul “New Journal of Physics”, cioè una rivista molto prestigiosa. È una frontiera della scienza, io ho i progetti pronti da un pezzo.
      Poi arriviamo all’ultima parte: la possibilità che, in base alla meccanica quantistica – ci sarebbe da fare un discorso molto lungo, ma lo diciamo in poche parole – gli extraterrestri possano trasmettere messaggi direttamente dentro il nostro cervello, ma non come telepatia. Qui la telepatia non c’entra niente. Si assume invece che esista un “legame”, come si dice in inglese “entanglement”, non locale, cioè istantaneo, che unisce tutte le particelle dell’universo.

Il SETI quantistico
Il SETI quantistico
 

      A questi livelli l’entanglement non è stato ancora dimostrato, ma è fortemente ipotizzato da diversi fisici teorici. Per ora l’entanglement è stato dimostrato in casi particolari come le particelle elementari. Però ci sono molti fisici che ritengono che l’unità che c’era nel momento del Big Bang, prima che ci fosse la grande esplosione fra le particelle, si sia mantenuta e, siccome il nostro cervello è fatto a sua volta di particelle, potrebbe essere che “loro” siano in grado di mandare per entanglement, e quindi in tempo reale, segnali strutturati. Questa è per ora solo un’ipotesi di lavoro. Perché l’ho accettata? Perché è stata pubblicata dal fisico quantistico americano Fred Thaheld. L’ho citata anche per il fatto che queste cose sono dimostrabili oppure confutabili. Come? Si prende il tracciato cerebrale – il cervello è fatto da tre tipi di onde – e che cosa si fa? Non ci interessa la forma dell’onda, ci interessa il “rumore” che c’è dentro l’onda. Quindi usiamo dei polinomi, del terzo e quarto ordine, che ci permettono di rettificare la sinusoide e di trasformarla in un’unica retta. Noi ci concentriamo poi dentro quella retta all’interno del rumore, usando sostanzialmente lo stesso algoritmo di analisi che si utilizza per il progetto SETI standard. Se c’è un segnale lì dentro, noi lo dobbiamo trovare.
      Questo progetto è stato finanziato in Argentina, però dobbiamo ancora partire perché ci sono dei problemi. È stato finanziato il progetto anche per strumenti nuovi per studiare quei fenomeni strani. Queste sono frontiere della scienza, ma vale la pena di tentare, può anche darsi che non sia vero, però abbiamo il dovere di esplorare tutte le possibilità. L’entanglement è l’ultima strada possibile.
      Le conclusioni sono le seguenti:
      Il progetto SETI standard, che vi ho mostrato, io lo sostengo sempre. Non ha permesso di trovare buoni risultati, ma prima o poi ci permetterà di trovarli.
      Il progetto SETT, quello dell’eccesso infrarosso e delle colonie di Dysan, è più sofisticato e può funzionare come “mirino” del progetto SETI, cioè può permettere di usare più intelligentemente il progetto SETI.
      La possibilità delle visite esiste, usando strumenti astronomici, ma gli astronomi miei colleghi – ma non tutti – dicono “e se non troviamo niente?” “no, ci beffiamo”. Io dico “no, io accetto il rischio”.
      Il “Non-Local SETI”, quello del cervello, è più affascinante, è possibile, però dobbiamo ancora lavorarci.
      Sono tutti progetti di grande valore scientifico, intrinseco, e meritano maggiore attenzione da parte della comunità scientifica, perché scoprire eventualmente degli altri esseri intelligenti può funzionare come una specie di specchio, che ci permette di specchiarci in loro per magari conoscere meglio noi stessi.
      Vi ringrazio per la pazienza.


      Dopo la conferenza, alcuni dei presenti, desiderosi di chiarimenti, sono stati invitati da don Mario Pio a mettere per iscritto le loro domande, a cui il Relatore si è detto disponibile ad inviare le relative risposte.

      Qui di seguito sono raggiungibili, facendo clic sul corrispondente collegamento, due documenti che contengono la domanda e la relativa risposta del Relatore su alcuni quesiti. Si è ritenuto di rendere disponibile questa documentazione, trattandosi di materiale che integra il contenuto della presentazione.


      Primo documento (2 domande e relative risposte)

      
Secondo documento (1 domanda e relativa risposta)