Feb 22

Siamo destinati a restare soli? **

Questo articolo dà la risposta al quiz proposto QUI

E' un momento in cui la campagna SETI, dedicata a cercare di "sentire" segnali provenienti da abitanti di  esopianeti, tecnologicamente avanzati, sta avendo nuovi impulsi. Che speranze abbiamo?

La scoperta di pianeti attorno a centinaia e centinaia di stelle sta, probabilmente, spingendo con grande vigore il progetto SETI, dedicato a captare segnali provenienti da alieni intelligenti, tecnologicamente avanzati, almeno come noi.

Non ci resta che mandare un segnale verso di loro che gli faccia capire che ci siamo anche noi. Una telefonata che potrebbe, però, rimanere senza risposta per svariati motivi. E poi, per avere la sicurezza dovremmo comunque aspettare una risposta. E qui le cose si fanno molto imbarazzanti. O siamo così fortunati che la stella sia proprio vicina al  Sole e che quindi i messaggi possano essere mandati e ricevuti in un certo periodo di anni o, meglio, di decenni; oppure i tempi di attesa porterebbero a vincoli dipendenti troppo dal nostro futuro e da come evolverà la Scienza astronomica. Secondo me sarebbe molto meglio cercare i segnali già mandati da civiltà che al momento dell'invio fossero stati già alla nostra altezza. Sapremmo che c'è sicuramente vita, magari anche domani. In realtà il progetto SETI cerca di seguire questa strada.

Vale la pena cercare ovunque? Beh... probabilmente no. Per averci inviato dei segnali, gli alieni dovrebbero sapere che noi ci siamo e magari che stavamo raggiungendo (al tempo dell'invio) una capacità cognitiva sufficiente a riconoscere i loro segnali. E qui le cose si complicano un po'. Per sapere che ci siamo dovrebbero averci individuato (prima ancora che studiato nei minimi particolari) e, secondo le nostre tecniche, un pianeta piccolo come la Terra dovrebbe essere osservato attraverso il metodo dei transiti, alla Kepler, insomma. Ovviamente se fossero molto più avanti ci avrebbero potuto vedere anche direttamente o chissà come, ma cerchiamo di non cadere nella fantascienza.

Il metodo di transiti, però, non è sempre applicabile, dato che è necessario che la Terra sia vista transitare proprio davanti al Sole. Condizioni queste che limitano grandemente il numero di esopianeti che ci possano avere scoperto. Le stelle, sono tante, però... e il centro galattico ne è ricchissimo. Basterebbe cercare nel mucchio... Ahi, ahi, qui cominciano i guai.  L'orbita della Terra non gioca assolutamente a favore. Basta guardare la Fig. 1 che mostra l'inclinazione del piano galattico rispetto a noi.

Figura 1
Figura 1

Poveri noi, che sfortuna! Il disco ricchissimo di stelle forma un angolo di circa 60° e questo va decisamente contro la visibilità attraverso i transiti. Gli esopianeti del disco non ci vedrebbero mai transitare davanti al Sole. Possiamo, perciò, solo sperare di essere stati scoperti nella zona in cui il disco intercetta la nostra orbita. Il disco è relativamente sottile e si stima avere circa 1000 Anni Luce di spessore. Ben poca cosa, in realtà. Inoltre, in un'ipotetica sfera di 1000 anni luce di diametro che abbia al centro la Terra (abbiamo perfino raddoppiato lo spessore ponendoci al centro!), solo una piccolissima parte avrebbe la possibilità di scoprirci con il metodo dei transiti. Il conto è presto fatto, come mostra la Fig. 2. Di tutta la sfera di 1000 AL di raggio, dovremmo considerare solo la sezione corrispondente all'angolo α sotto il quale il transito potrebbe essere visto.

Figura 2
Figura 2

Il volume della sfera vale:

Vs = 4πR3/3

Il volume del settore sferico ha un angolo al centro pari a (90 - α), per cui:

Vset =2πR2h/3 = πR2(R - s)/3 = 2πR2(R - Rcos(90 - α))/3 =  (2πR3 -  2πR3 cos (90 - α))/3

Al volume della sfera dobbiamo togliere due volte il settore sferico, ossia:

Vt = Vs - 2Vset = 4πR3/3 - 4πR3/3 + 4πR3 cos (90 - α)/3 = 4πR3 cos (90 - α)/3

Questo è il volume della parte di sfera in cui le stelle possono vedere il transito della Terra.

L'angolo α si determina facilmente dalla Fig. 3 e vale 0.°27 (vedi anche QUI)!

Figura 3
Figura 3

Da cui segue che:

Vt/Vs = cos (90° - 0.°27) = cos 89°.73 = 0.0047

In poche parole, solo meno di 5 stelle ogni 1000, comprese nella sfera di raggio 1000 AL, ci potrebbero avere individuato.

In realtà, la faccenda è ancora più complessa, dato che le stelle hanno un loro moto proprio e alcune che una volta vedevano il nostro transito potrebbero oggi essere uscite dalla piccola zona di visibilità, mentre altre ci sono entrate, ma da un periodo di tempo che ancora non ha permesso di ricevere i loro segnali.

Nella Fig. 4 disegniamo uno schema molto semplificato della situazione rispetto al disco galattico.

Figura 4
Figura 4

Se a questo punto pensiamo anche al tipo di stella e alla sua evoluzione (che deve aver rispettato certi tempi), il gioco si fa veramente duro... Forse, forse, non c'è veramente nessuno al quale possa girare in testa di mandare un segnale verso il nostro pallido puntino blu. Una risposta al paradosso di Fermi? Boh... ai posteri l'ardua sentenza.

QUI il quiz

Per approfondire la conoscenza del metodo dei transiti, non dovete fare altro che giocare a nascondino con i corpi celesti!

 

13 commenti

  1. Mario Fiori

    Effettivamente è dura caro Enzo, questo non vuole assolutamente dire che non esistono alieni , ma è , appunto, come se non esistessero. Ti dirò che anche io comincio ad avere questo timiore pur rimanendo ottimista sukll'esistenza di altre forme di vita nell'Universo e pure intelligenti. Il brutto è che tutte le difficoltà enumerabili possono rendere questa evenienza un niente.

  2. Arturo Lorenzo

    Sul piano della logica e della matematica, le tue considerazioni, caro Enzone, non possono che essere condivisibili. Tuttavia, chi può affermare che eventuali civiltà aliene non abbiano sviluppato tecnologie a noi ancora ignote ? Poco meno di un secolo e mezzo fa, per noi umani non esistevano ancora le onde elettromagnetiche e oggi, invece, mandiamo in giro per il sistema solare sonde con cui comunichiamo utilizzando appunto le onde elettromaghetiche. E diamo per scontato che quelle rappresentino l'unico mezzo possibile per eventuali segnali che dovessero provenire da civiltà aliene. Appena qualche anno fa, alle onde elettromagnetiche si sono aggiunte quelle gravitazionali. Certamente molto più sfuggenti e difficili da rivelare di quelle elettromagnetiche. Ma ciò che intendo dire è che non non abbiamo ancora scoperto tutto, nè conosciamo ancora tutto dell'universo. Anzi. Più avanti si va nella conoscenza e più riscontriamo la sua limitatezza. Chissà, magari non abbiamo ancora scoperto qualcosa che potrebbe cambiare completamente lo scenario. Personalmente sono più che convinto che in giro per l'Universo ci sia vita e che questa si sia evoluta a livello di civiltà come e anche meglio che sulla Terra. Per me è una questione banalmente statistica. Sarebbe davvero assurdo, statisticamente, che ciò sia avvenuto soltanto qui da noi. Naturalmente, le cose sono meno scontate quando si parla di poter comunicare con eventuali altre civiltà. Forse sotto questo aspetto siamo condannati, almeno allo stato attuale delle nostre conoscenze, a restare inascoltati o sordi..

  3. Avete ragione e non possiamo certo immaginare quali forme di vita potrebbero essersi sviluppate. Tuttavia, ho voluto fare un conto basato sulla situazione odierna, basata su quello che riusciamo a comprendere adesso. Di certo siamo un pianeta non molto ... visibile!

  4. Lorenzo

    Beh Enzo, ho visto tentativi di tutti i tipi di rispondere al paradosso di Fermi, risposte al limite della fantascienza etc... e devo dire che questi tuoi semplici 3 ragionamenti messi in fila sono già una signora risposta al famoso quesito!

  5. Grazie Lorenzo,

    la mia è una risposta che si basa solo su civiltà simili a quella umana... se poi ci sono i mostri verdi... beh, non saprei proprio  8-O

  6. Paolo

    Caro Enzo, il tuo ragionamento non fa una grinza, a condizione di partire dal presupposto che il segnale sia diretto a noi.

    Nulla vieta però, che con un colpo di fortuna, si possa intercettare un segnale che non era diretto a noi.

    Magari il segnale era diretto verso un altro pianeta e agli alieni era sconosciuta la presenza della Terra, poiché non rilevabile con il sistema dei transiti.

    In tal caso non è necessario che la presunta civiltà aliena conosca l’esistenza della Terra, grazie al suo transito davanti al Sole, ossia che provenga dal piano dell'orbita terrestre.

    Diciamo che la mia è una supposizione ottimistica. :mrgreen:

  7. Mauro

    A volte è meglio non essere molto visibili, non si sa mai che ci siano alieni malintenzionati... :wink:

  8. La mia paura è che i malintenzionati si sia proprio noi...

  9. Maurizio Rovati

    Ma no Enzo, non cadere anche tu in una visione Geo-antropo-centrica, chissà quanti Vogon ci sono in giro per la galassia… Avete letto la "Guida Galattica per Autostoppisti" di Douglas Adams?

  10. Paolo

    Bellissima e per certi versi attuale: DON'T PANIC !

    Che dire poi di "Pensiero profondo" che ci regala la risposta alla domanda sulla vita, sull'universo, su tutto quanto, ossia 42!

  11. Quasi quasi direi 43... coi tempi che corrono

  12. Arturo Lorenzo

    A proposito delle ragioni "banalmente" statistiche a cui facevo riferimento nel mio commento , riporto qui il link ad uno studio dell'astrofisico giapponese Tomonori Totani, pubblicato su Nature il 3 febbraio 2020, che danno contenuto quantitativo a questa sensazione. Mi pare di aver capito dalla lettura delle conclusioni (in inglese) che, restando nell'ambito delle dimensioni dell'universo osservabile, non sarebbe statisticamente strano che la vita sia sia formata solo qui da noi. Ma se consideriamo , invece, le dimensioni dell'intero universo creato dall'inflazione, allora la vita potrebbe essere emersa su innumerevoli altri pianeti, proprio per considerazioni statistiche.

    https://www.nature.com/articles/s41598-020-58060-0

  13. interessante, veramente interessante anche se basato su ipotesi non del tutto confermate o confermabili. Possiamo forse dire che il nostro Universo è veramente un piccolo angolino dell'intero Universo. Ci sono decine e decine di volpi in un bosco, ma facilmente non più di una -e anche raramente- nel mio giardino. Oggi ne abbiamo vista una anche in pieno giorno... scapperà dal coronavirus?

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