C'è qualcuno là fuori?

C’è vita, c’è qualcuno là fuori? Nel 1995 un gruppo di astronomi svizzeri scopre il primo pianeta intorno ad una stella simile al sole. Poi dal 2009 la svolta: il telescopio spaziale americano Kepler viene posizionato per monitorare oltre 100.000 stelle di sequenza principale (simili al sole), in un ampio campo visivo, fino a 3.000 anni luce, della galassia. Il fotometro di Kepler analizza (tecnica dei transiti) le oscillazioni della luminosità delle stelle: se c’è cambiamento periodico vuol dire che qualcosa, un pianeta, sta transitando la superficie della stella. Ovviamente Kepler non vede pianeti. Ne intuisce e deduce la presenza.

In otto anni Kepler ha cambiato la visione del cosmo: i pianeti che sino a ora erano una pura ipotesi teorica, si rivelano una realtà copiosa della galassia. Se ne ipotizzano 20.000 miliardi, comprensivi di altrettante lune. Kepler, coadiuvato da Hubble e Spitzer e altri telescopi spaziali e col supporto dei grandi telescopi terrestri, ha selezionato, a oggi, oltre 5.000 candidati esopianeti (pianeti extrasolari) di cui 2.000 già confermati. Questa imprevista abbondanza dei pianeti ha rinfocolato il complesso di Copernico: se i pianeti sono oggetti diffusi, significa che la Terra non è un luogo speciale. E soprattutto: se c’è stata genesi sul nostro pianeta, un oggetto comune, è ovvio dedurre che la vita non è evento raro nella Galassia. Questa convinzione, del resto, poggia su un assunto solidissimo della cosmologia scientifica: quello dell’isotropia dell’universo. Il cosmo appare non solo impensabilmente grande ma anche stranamente omogeneo: uguale ovunque lo si osservi, con la stessa forma, lo stesso contenuto atomico, le stesse leggi fisiche. Kepler prova che questo vale anche per gli habitat deputati della vita: i pianeti. Se risultano così numerosi e abbondanti è difficile non credere che anche la vita lo sia.

E invece la realtà, mostrata da Kepler, è più complicata. Alla scala ridotta dei sistemi planetari appare tutt’altro che isotropia ed omogeneità. C’è una varietà inaspettata. Ci si aspettava, ad esempio, che valessero, in altri luoghi, leggi, regole, condizioni che fanno della Terra un modello di pianeta “abitabile”. Kepler ha smentito questa convinzione. Ci si aspettava di scoprire repliche del sistema solare, architetture orbitali similari, pianeti gemelli della Terra in quantità. Invece: tra i 5.000 candidati sistemi stellari e planetari selezionati da Kepler, le repliche del sistema solare sono l’eccezione non la regola. La fantasia architettonica dei sistemi stellari, mostrata da Kepler, supera ogni immaginazione: stelle doppie che gli esopianeti orbitano; stelle rosse o nane (le più numerose); pianeti grandi e gassosi, detti Giovi caldi, collocati nelle potenziali “zone abitabili” (non troppo calde né troppo fredde) delle stelle. Davvero: il nostro sistema solare non sembra essere la regola. Non basta, perciò, registrare la presenza di pianeti o di “zone abitabili” (distanza media dalla stella, acqua liquida, una chimica di atomi leggeri) a dedurre la probabilità che le zone abitabili siano anche abitate. Non possiamo utilizzare le leggi che valgono nel sistema solare: esse sembrano un’eccezione più che la regola.

Certo: è un problema di tecnologie. Quella fotometrica di Kepler è insufficiente: consente di dedurre la presenza di un pianeta, non di indagarlo; si limita, date le distanze, a scovare pianeti molto grandi, che fanno oscillare significativamente la luminosità della stella al loro transito, ma gli sfuggono i piccoli pianeti, quelli rocciosi e calpestabili. Ed è lì che può attecchire la vita. E soprattutto: i sensori di Kepler colgono sfumature di luminosità delle stelle ma non possono leggere le atmosfere dei pianeti. Date le distanze, però, è solo rilevando i gas atmosferici (esempio ossigeno, azoto, composti del carbonio ecc) collegabili ad attività organiche che si avrebbero indizi di abitabilità dei pianeti. Kepler questo non può farlo. Nei prossimi cinque anni cambierà molto. Verrà dispiegata una batteria di nuove e avanzate tecnologie osservative (a partire dallo James Webb Telescope che dal 2018 sostituirà il glorioso telescopio Hubble). Esse potenzieranno la tecnologia non troppo sofisticata di Kepler e consentiranno di penetrare il muro di opacità che ancora circonda l’atmosfera degli esopianeti. Ma oggi è presto. Allo stato la vita, oltre la Terra, rimane un dilemma. Che le scoperte di Kepler non scalfiscono.

A oltre 70 anni dalla sua formulazione resiste quello che, da una semplice domanda del fisico italiano, è passato alla storia della cosmologia come il paradosso di Fermi. Che chiedeva: se l’universo è così omogeneo, se la materia atomica, creata nella dinamica stellare, è così diffusa, se le condizioni per lo sviluppo della vita e, dunque, di civiltà intelligenti sono, come appare, così comuni, ben distribuite e numerose nella galassia; se tutti i sistemi stellari hanno avuto, come appare, lo stesso tempo infinito (13,7 miliardi di anni) per nascere e sviluppare civiltà intelligenti, “dove sono tutti quanti”? Perché c’è il silenzio in luogo del dialogo cosmico? L’universo dovrebbe pullulare di tecnologie di civiltà al nostro stadio di maturazione tecnologica, che navigano, con i loro segnali, lo spazio profondo. Ma i segni artificiali di presenza intelligente, lungo distanze di anni luce, sono solo i nostri. Il paradosso di Fermi è complementare a un’altra stranezza della cosmologia. Succede questo: più penetriamo, con la conoscenza, il funzionamento dell’universo più ci sfugge qualcosa di essenziale. E le domande fisiche inevase aumentano. Si calcola, ad esempio, che quello che vediamo, osserviamo, misuriamo, calcoliamo e tocchiamo con esperimenti e i con i nostri potenti strumenti di osservazione (stelle, pianeti galassie, luce, energia) sia appena il 4 per cento del contenuto dell’universo. Ben il 96 per cento, invece, ci è del tutto ignoto: materia (per il 26 per cento) ed energia (per il 70 per cento) oscure, misteriose, inafferrabili. Di cui percepiamo la presenza (effetti gravitazionali sulle galassie, espansione dell’universo) ma che sfuggono del tutto alla comprensione scientifica: un hidden universe, un cosmo nascosto che sfida la potenza conoscitiva della fisica contemporanea. Stephen Hawking immagina prossima una “teoria del tutto” che, finalmente, spieghi la totalità dell’universo, le sue origini e indizi certi sul suo destino. Come il grandissimo Lord Kelvin che sentenziò, agli inizi del 900, che la fisica “non avesse più niente da scoprire” se non dettagli. E, invece, vennero la relatività e la meccanica quantistica a riscrivere interamente la fisica.

Ci sarà mai davvero una teoria del tutto? La cosmologia scientifica somiglia, piuttosto, a una sfera di Pascal: il cerchio della conoscenza si dilata ma la circonferenza che si allarga è anche quella dell’ignoranza, delle domande inevase. Che crescono con lo stesso ritmo e misura. Sembra la strana e ineffabile caratteristica del cosmo: mostrarsi geloso nel custodire l’essenziale. L’universo è organizzato come un puzzle: sfidante, accattivante, affascinante ma in cui pezzi importanti sembrano sempre mancare. E un puzzle resta la domanda sulla vita: perché, come chiedeva Fermi, tarda a mostrarsi e manifestarsi fuori dalla Terra? Negli ultimi sessant’anni la ricerca sulla vita extraterrestre ha avuto ritmi incalzanti. Anzitutto con il programma SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence): il network scientifico internazionale volto a catturare echi di eventuali civiltà, sparse nell’immensità della galassia. SETI nacque nel 1960, riflettendo l’ottimismo, le ambizioni e le aspettative della rivoluzione dell’informazione. Nell’utopia di Franck Drake e Carl Sagan, i suoi ispiratori e ideatori, le tecnologie radio e wireless avrebbero consentito di abbattere il muro della distanza, il limite fisico delle tradizionali tecniche osservative e astronomiche. La radioastronomia avrebbe consentito di spazzare il cielo come con un radar, di penetrare alla velocità della luce lo spazio interstellare, di scandagliarlo alla ricerca di segnali artificiali, degli echi, delle invocazioni di osservatori gemelli da altri mondi. SETI è un’impresa tecnologicamente straordinaria.

Decifrare il rumore dell’universo ha quasi del miracoloso. La materia e gli oggetti cosmici emettono, in modo naturale e continuo, in ogni frequenza possibile dello spettro elettromagnetico. E’ una cacofonia di segnali, radiazioni, campi elettrici e magnetici, impulsi che affollano e riempiono, insieme a tante altre cose (radiazione fossile, materia oscura, energia del vuoto, onde gravitazionali) quello che i nostri sensi ci fanno, ingannevolmente, percepire come lo spazio vuoto. Una dissimulazione. Districarsi nel rumore dello spazio non è facile. SETI ha costruito una radioastronomia potente per farlo. E’ un’opera immane: ascoltare milioni di impulsi in milioni di frequenze e canali; selezionare i segnali “interessanti”; modularli e tradurli in codici e algoritmi di possibili lingue intelligenti. L’infrastuttura di SETI è colossale: da Arecibo (Puerto Rico), il radiotelescopio terrestre più grande del mondo con i suoi 305 metri di diametro di antenna, al Very Large Array (Nuovo Messico), gigantesca antenna coordinata di 40 km di diametro, ai radiotelescopi e stazioni radio in rete disseminati sul pianeta in modo da formare una stazione ricevente planetaria, a milioni di pc privati che, di notte, supportano il lavoro di ascolto di SETI, all’uso recente delle nuove tecnologie laser. Un’armatura impressionante. Capace, ormai, di leggere segnali da abissi lontani come fossero trasmessi da una radio vicina. In cinquanta anni SETI ha scandagliato porzioni immense di cielo, fino a 100 anni luce dalla terra, milioni di miliardi di Km. Ma è frustrante: lo spazio, al di là dei milioni di rumori naturali, è muto. Se c’è qualcuno là fuori resta silente. E così, nelle agenzie internazionali, a cominciare dalla Nasa, crescono le domande e si rivedono i budgets di SETI.

Forse la radioastronomia, non è l’unica modalità per cercare vita nel cosmo. E, forse, vanno ricalibrati gli obiettivi. Prima che pensare di catturare echi di intelligenza aliena serve, forse, riavvolgere il nastro e iniziare dal principio, dalla premessa: scovare la vita, quella semplice, elementare, prebiotica. Capire se può essere iniziata da altre parti. Scovarla se nascosta, inabissata o avvolta in nicchie ecologiche poco penetrabili. Per fare questo è opportuno focalizzare la ricerca sul backyard, il giardino di casa: il sistema solare. Con i telescopi, spaziali e terrestri, indaghiamo, con i limiti della distanza, mondi lontani. Il sistema solare, invece, possiamo esplorarlo. Come i viaggiatori del Quattrocento. Con sonde, rover, laboratori dedicati, il sistema solare è oggi il cantiere di una gigantesca caccia alla vita. I luoghi candidati a ospitare vita elementare, sono numerosi: Marte, le lune di Giove (Europa, Callisto e Ganimede), quelle di Saturno (Titano ed Encelado). Il vero problema è: solo scavando e toccando, direttamente, il materiale di quei luoghi avremmo risposte definitive. Non possiamo nemmeno sperare di prelevarne parti con robot e portarli sulla Terra: alti rischi di sconosciute contaminazioni e limiti del trasporto. Solo colonizzando Marte e studiandone in loco la composizione avremo risposte finali sulla possibilità di una seconda genesi nel sistema solare. Per ora prevale, anche qui, uno strano paradosso: la chimica necessaria (idrogeno, carbonio, ammoniaca, acqua o liquidi solventi) all’insorgenza della vita risulta diffusa nel sistema solare; i mattoni della abiogenesi (il passaggio da molecole inanimate alla vita biologica) sembrano, fin troppo, presenti e disposti in tanti luoghi dello spazio ma, sinora, nessuna traccia di una seconda genesi oltre la Terra. Deprimente? Frustrante per la ricerca fisica? Affatto. Quello che l’astrofisico Brandon Carter indicò nel 1942, a correzione del complesso di Copernico, come argomento antropico è un solido dato scientifico.

Non una concessione a credenze creazioniste. E’ la constatazione che l’universo potrebbe rivelarsi un congegno particolare: decifrabile (in parte) solo oggi perché la sua evoluzione ha condotto ad osservatori (noi) in grado di farlo. E la cui esistenza potrebbe risultare niente affatto comune e frutto di una mediocrità e assenza di specialità della nostra condizione. Siamo, per ora, solo noi che interpretandolo diamo un ordine all’universo. E potrebbe anche risultare che, nella lotteria cosmica, i colpi di fortuna della nostra storia evolutiva (senza i quali non ci saremmo), l’incredibile complesso di circostanze irripetibili, regolate da un sorprendente fine tuning naturale di cause ed effetti, le inquietanti coincidenze, calibrate al minimo dettaglio, sull’abiogenesi, l’origine della vita terrestre, e quel residuo di irriducibile mistero che circonda sia l’abiogenesi che l’intelligenza di homo sapiens, possano far concludere che ci sia stata una sola genesi: la nostra. E che, è difficile crederlo ma possibile, là fuori… non ci sia nessuno!