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La chimica della vita: cercando ET

9 settembre 2012

Siamo soli nell’universo?

Questa domanda, espressione dell’innata curiosità umana e della sua condizione di animale sociale, è stata fonte di speculazioni e voli di fantasia poco supportati dai fatti. Anche dopo che Frank Drake nel 1962 postulò la famosa equazione che porta il suo nome, le vaghe risposte a questa domanda non trovarono grandi supporti concreti nella realtà.
L’equazione di Drake, strumento per calcolare in maniera probabilistica il numero di civiltà avanzate nella nostra galassia, pur essendo rigorosa dal punto di vista scientifico, contiene molte variabili per cui non possiamo avere che stime vaghe basate sull’esperienza dell’unica civiltà avanzata che conosciamo, la nostra, sviluppatasi sull’unico pianeta abitato che conosciamo, il nostro. Un po’ poco per poter avere risposte sicure.

Negli ultimi anni, la sonda Keplero, un telescopio spaziale dedicato all’osservazione di una regione molto piccola di cielo alla ricerca di pianeti extrasolari, o esopianeti, ci ha costretti a rivedere molto al rialzo le nostre stime del numero di pianeti esistenti al di fuori del nostro sistema solare. Sembra, infatti, che il fatto che una stella abbia dei pianeti sia la norma, anziché l’eccezione e sembra anche che pianeti di dimensione paragonabile a quella della Terra siano molto più comuni di quanto si credesse.
Queste sono, ovviamente, ottime notizie per quanto riguarda la ricerca di una risposta alla nostra domanda di partenza, ma la semplice presenza di questi pianeti non è certo garanzia di presenza di vita, per non parlare poi di vita intelligente.

Detto questo la domanda seguente è ovvia: come potremmo rilevare la presenza di vita su questi pianeti di nuova scoperta? Non possiamo certo andare a dare un’occhiata, né mandare delle sonde, le distanze sono semplicemente, beh, astronomiche: basti pensare che per raggiungere la stella più vicina a noi sarebbe richiesto un viaggio di circa quattro anni, e questo solo a patto di poter viaggiare alla velocità della luce; con le tecnologie a nostra disposizione, invece, una spedizione di questo tipo richiederebbe decine di migliaia di anni. E stiamo parlando della stella più vicina!
No, chiaramente una visita di cortesia è fuori discussione. Ci restano le osservazioni a distanza.

Il SETI, il programma di ricerca iniziato da Frank Drake con la collaborazione, tra gli altri, di Carl Sagan, per la ricerca di intelligenza extraterrestre sta cercando di fare proprio questo: attraverso potenti radiotelescopi e telescopi ottici, cerca di captare, ormai da diversi decenni, segnali radio o ottici che possano tradire la presenza di civiltà intelligenti nell’universo. Fino a questo momento i loro sforzi non hanno condotto a nessun riconoscimento di segnali di chiara natura artificiale, ma il loro compito è a dir poco colossale: dato il numero di stelle e pianeti da osservare, a confronto la proverbiale ricerca dell’ago nel pagliaio sembra un compito di tutto relax.
Il progetto, comunque, va avanti, nonostante tagli ai fondi e difficoltà varie.

Il SETI, però, ha una fondamentale limitazione: il loro tipo di ricerca richiede necessariamente la presenza di vita intelligente e di civiltà con uno sviluppo tecnologico quanto meno pari al nostro all’inizio del ventesimo secolo,  dotata, cioè, di tecnologie quali la comunicazione radio.
Se effettivamente vi è vita nell’universo, al di fuori del nostro piccolo fragile pianeta, è presumibile che la grande maggioranza di essa sia meno tecnologicamente e scientificamente avanzata di così; è, anzi, facilmente ipotizzabile, che la maggior parte delle forme di vita siano di tipo microbiologico; microorganismi, magari unicellulari (in senso lato di cellula), molto semplici e dalla riproduzione velocissima hanno più probabilità di sviluppare meccanismi di difesa verso i pericoli dello spazio e di conseguenza hanno un chiaro vantaggio in termini evolutivi.

Per migliorare le nostre chance di scoprire vita extraterrestre dobbiamo, allora, metterci alla ricerca di segni lasciati da tutte le forme viventi, indipendentemente dalla nostra definizione di intelligenza.
Quale può essere, potenzialmente, un segno distintivo della vita? Respirare ossigeno e rilasciare anidride carbonica? Molti animali lo fanno, ma ad esempio le piante non seguono questo schema e come loro molti microorganismi.
La necessità di acqua in qualche sua forma? Tutte le forme di vita a noi note necessitano di acqua, liquida, gassosa o solida che sia. Il problema è che la nostra statistica su quel che sia necessario per il proliferare della vita contiene un solo elemento: il pianeta Terra… un po’ poco. Può sembrare che questa mia affermazione non sia corretta, dopotutto il nostro pianeta contiene miliardi di forme viventi, ma il problema è che, per lo meno tutte quelle di cui siamo a conoscenza, si sono sviluppate in un sistema chiuso, il nostro pianeta, e la loro origine è comune: sulla Terra siamo tutti evolutivamente imparentati e la grande varietà biologica che ci circonda è, in effetti, potenzialmente limitatissima su scala universale.
Ancora: è presumibile che ogni forma di vita, per poter funzionare, abbia bisogno di una qualche forma di energia ed è altrettanto probabile che l’energia chimica giochi un qualche ruolo, in quanto legami e reazioni chimiche permettono di immagazzinare energia per poterla utilizzare nei momenti in cui le fonti primarie di energia non siano presenti. Questa condizione sembra più generica e necessaria delle due precedenti, ma non possiamo escludere l’esistenza di forma di vita che non aderiscano a questo schema. Il problema è che dare una definizione di “vita” è più complesso di quel che possa sembrare.

I potenziali indicatori della presenza di vita elencati sopra hanno un fattore in comune che può essere un punto di partenza per la nostra ricerca: le radici nella chimica. Non è difficile supporre, alla luce di quanto detto, che le ipotetiche forme di vita di cui siamo a caccia modifichino, attraverso la loro presenza, l’ambiente in cui vivono dal punto di vista chimico.
Andare ad analizzare la composizione chimica dell’atmosfera dei pianeti più promettenti scoperti da Keplero sembra essere il migliore approccio: rilevare scostamenti nella composizione dell’atmosfera di un pianeta rispetto a quello che ci si possa aspettare ipotizzando un pianeta deserto potrebbe essere un indizio importante.
Resta la difficoltà di eseguire questa analisi: abbiamo visto che mandare una sonda, come abbiamo fatto più volte per i pianeti del nostro sistema solare, non è una soluzione praticabile nel caso degli esopianeti per via delle distanze; sempre per questo motivo non possiamo semplicemente osservare questi pianeti al telescopio: infatti se già le stelle più grosse e vicine a noi appaiono poco più che puntini indistinti anche agli strumenti spaziali più potenti a nostra disposizione, i loro pianeti non sono nemmeno risolvibili. Sembra un problema senza soluzione!

Fortunatamente natura, scienza e tecnologia ci mettono a disposizione uno strumento molto potente, fonte di molte scoperte e mezzo di analisi chimica e fisica ormai di uso quotidiano: la spettroscopia.
Tutti sappiamo che facendo passare della luce attraverso un prisma di vetro o comunque un oggetto trasparente, in determinate condizioni essa si scompone nei suoi colori fondamentali in una sequenza ben precisa. Questo principio è alla base della spettroscopia ottica.
Per completare il quadro dobbiamo sapere che ogni elemento e ogni composto chimico possiede una sua firma spettroscopica ben precisa ed unica: quando la luce lo attraversa, esso assorbe dei colori (corrispondenti a lunghezze d’onda o, equivalentemente, frequenze) ben precisi; parallelamente, quando questi elementi o composti si trovano ad emettere luce, magari perché portati a temperature elevate, tendono a farlo utilizzando colori ben precisi.
Ecco, quindi, che facendo un’analisi spettroscopica della luce che ci arriva da una certa porzione di spazio siamo in grado di capire che elementi vi siano presenti e anche in quale quantità.
Ovviamente non è semplice, anzi le dimensioni e le distanze la rendono comunque un’impresa monumentale, ma fattibile.

Spettro della luce solare

Spettro di emissione del ferro

Il lancio della sonda Keplero e la conseguente scoperta di una quantità quasi inimmaginabile di pianeti extrasolari ha aperto una nuova era nella storia della nostra esplorazione del cosmo, una che potrebbe portarci, in tempi non certo ancora definiti, a rispondere a una delle domande che da sempre stuzzicano la mente umana: siamo soli nell’universo?

One Comment leave one →
  1. unasolavitanonmibasta permalink
    9 settembre 2012 21:02

    Bella domanda alla quale io rispondo con un netto no. E’ impossibile pensare che siamo i soli fortunati in tutto l’universo. Credo che altre forme di vita ci abbiano già raggiunti e lasciamo perdere tutti i discorsi su come quando e perchè. Credo che siamo ancora “giovani” per poter esplorare l’universo fin dove c’è vita. Ma la speranza c’è… se è una speranza…

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