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Il Grillo (14/3/2000)

Margherita Hack

I limiti della scienza

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HACK: Buongiorno. Mi chiamo Margherita Hack e sono un'astrofisica, ovvero una studiosa che si occupa della natura fisica dei corpi celesti. L’argomento della puntata odierna riguarda i Limiti della scienza, e nel corso della trasmissione ci soffermeremo in particolar modo sui limiti della ricerca astronomica.
Vediamo un breve filmato introduttivo.

La cosmologia rivela in maniera affascinante il duplice volto della ricerca scientifica. Da una parte tende ad offrire una descrizione del mondo prescindente dalla considerazione che gli osservatori siamo proprio noi, esseri umani caratterizzati da determinate peculiarità, come i sensi, l’intelligenza, e fatti storici quali la scoperta dell’aritmetica o della geometria. Nonostante queste peculiarità, infatti, l’ambizione della scienza consiste nell'offrire una rappresentazione del mondo che sia da considerare vera, senza altre caratterizzazioni. Una tale concezione della scienza, però, durante i secoli si è dovuta confrontare con degli studi altrettanto affascinanti. Una di queste sfide riguarda proprio la cosmologia. Fino a che punto le deduzioni e le speculazioni scientifiche sulla fine e sull’origine dell’Universo sono libere dai significati e dalle associazioni di noi esseri umani? Le stesse idee di una "fine" e di un "principio" riproducono un'immagine a noi ben nota che adottiamo per valutare il corso ordinario degli eventi: tutte le cose, infatti, iniziano e finiscono, possiedono un’espansione e una compressione. Nelle spiegazioni cosmologiche, però, tali eventi ordinari assumono un significato particolare, perché i concetti di "fine" e di "inizio" afferiscono alla totalità dell'Universo. In tal modo le emozioni ordinarie relative alle cose e alla loro esistenza nel tempo finiscono col comporre una scena completamente diversa. Ed é in questa veste che esse esercitano un fascino particolare, quello tipico delle favole mitiche, dove il mondo intero é visto attraverso l’occhio esterno di un dio.
Il linguaggio della fisica è capace di liberarsi dalla seduzione di tali immagini o, al contrario, ne è inconsapevolmente prigioniero?

STUDENTESSA: Partendo dal presupposto che i limiti della conoscenza umana sono ristretti e che la conoscenza dell'Universo non è definitiva, mi chiedo che senso abbia applicare i concetti prettamente umani di "fine" e di "inizio" allo studio dell'Universo.

HACK: L’uomo può parlare di un "inizio" dell’Universo e di come quest'ultimo si sia sviluppato nel tempo proprio in base ad osservazioni fisiche. Di fondamentale importanza furono le rilevazioni compiute da un astronomo statunitense di nome Edwin Hubble, il quale osservò sistematicamente le galassie allo scopo di verificare se la popolazione di queste era uguale a quella della Via Lattea, ovvero composte di stelle e di materia interstellare, cioè di minuscole particelle solide come il gas diffuso e le polveri. L'analisi spettrale compiuta da Hubble confermò questa congettura: le galassie prese in esame erano effettivamente composte da stelle, gas e polveri. Le loro caratteristiche spettrali, però - ossia le righe emesse dai vari gas -, non cadevano esattamente nella stessa posizione in cui cadono nei nostri laboratori terrestri, ma risultavano sistematicamente spostate verso il rosso. Tale spostamento era tanto maggiore quanto maggiore era la distanza delle suddette galassie dalla nostra. Questo fenomeno fu interpretato come Effetto Doppler: se la sorgente di luce si sposta verso l’osservatore, la frequenza della riga spettrale aumenta e la lunghezza d’onda diminuisce. Hubble pervenne così alla determinazione della Costante di proporzionalità, anche detta "Costante di Hubble", che, applicata alle galassie lontane, permette di ricavare la loro distanza dalla misura della velocità di recessione. Su misure di tal genere si fonda la teoria della fuga delle galassie e dell’espansione dell’Universo. Questo fenomeno indica che tutte le galassie, compresa la nostra, sono immerse in uno spazio che si sta gonfiando: su qualunque galassia ci possiamo trovare, avremo sempre lo stesso effetto di espansione dell'Universo. Da tale scoperta si deduce che in un determinato tempo - che sarà tanto più lontano quanto minore risulterà la velocità di espansione - l’intero Universo doveva essere contenuto in un volume estremamente piccolo, praticamente un punto. In tal modo si arriva all’idea che lo stesso Universo abbia avuto un inizio, sempre che con "inizio" s'intenda quella condizione in cui tutta la materia era concentrata in un punto di dimensioni praticamente nulle, a temperatura e densità sostanzialmente infinite. Si preferisce definire tale condizione con le espressioni "coefficienti zero" e " temperatura e densità infinite" - dette "singolarità matematica" -, che tuttavia in fisica hanno poco riscontro. I dati moderni, acquisiti grazie alla fisica quantistica, indicano che l’Universo primordiale doveva avere dimensioni estremamente piccole - molto minori delle più piccole particelle elementari - ma non nulle, e una temperatura e una densità enormemente grandi, ma non infinite. D’altra parte, la nostra fisica non è in grado di spiegare cosa ci fosse prima di tale istante. In altri termini, noi non abbiamo i mezzi per capire se effettivamente questo sia stato l’"inizio" dell’Universo, o se prima esistessero altre condizioni che ancora non siamo in grado di spiegare: preferiamo chiamarlo "inizio", il che non significa che lo sia stato nel senso comunemente inteso. Tuttavia, il fatto che l’Universo stia espandendosi ci permette di prevedere come vari la sua temperatura e la sua densità. Siccome questi due parametri sono le quantità fisiche che consentono di stabilire le condizioni dell’Universo, si può anche afferrare cosa debba essere successo in tempi passati. Alcune di tali previsioni possono essere confrontate con le osservazioni ma, nonostante da tale confronto emerga un accordo, non è detto che il modello di un Universo in espansione corrisponda in modo sufficientemente esplicativo al "vero" Universo. La fine dell'Universo è ancora oggetto di studio: in base alle recenti osservazioni si afferma che, probabilmente, l'Universo si espanderà per sempre. Ma si tratta solo di una probabilità.

STUDENTESSA: Le teorie cosmologiche moderne parlano di un "Universo in espansione" sottintendendo che lo stesso Universo ha un suo confine. In che modo l'uomo può concepire tale confine, misurarlo ed eventualmente scoprire cosa ci sia oltre?

HACK: Una prima teoria sostiene che l’Universo si sia originato dal Big Bang - dalla "grande esplosione" primordiale - e che in questa fase si siano creati lo spazio, il tempo, e la materia. Secondo tale teoria non ha senso chiedere dove l’Universo si possa espandere proprio perché lo spazio-tempo ha avuto origine dall'esplosione iniziale.
Secondo un’altra teoria, invece, il nostro potrebbe essere solo un Universo tra tanti, e l'insieme di tutti gli "universi" potrebbe essere immerso in uno spazio e in un tempo infiniti: i campi di energia sarebbero sempre esistiti e avrebbero formato più universi. Da alcune osservazioni é risultato che se determinate costanti fondamentali del nostro Universo - come la "costante di gravitazione" o la carica dell’elettrone - avessero avuto dei valori diversi da quelli che possiedono, la materia non si sarebbe potuta aggregare, quindi non si sarebbero formate né le stelle, né le galassie, né i pianeti, né tantomeno la vita, l'uomo stesso non esisterebbe. Sembra, dunque, che questo Universo sia proprio su misura per noi. Dal punto di vista scientifico, l’insufficienza e la stranezza di un’ipotesi siffatta hanno portato a concepire infiniti universi - ciascuno con proprietà diverse - scaturiti dai campi di energia. L'esistenza di esseri come noi è resa possibile solo in quegli universi che hanno le proprietà adatte.
Tale teoria risulta sostanzialmente metafisica: la fisica, infatti, non potrà mai accertare l'esistenza di infiniti universi.

STUDENTE: La cosmologia, dunque, può essere interpretata come una religione. Dato che tutte le teorie elaborate circa l’"inizio" e la "fine" dell’Universo non potranno mai essere dimostrate scientificamente, non crede si corra il rischio di presentarle come se fossero dogmi?

HACK: La cosmologia non é una religione in quanto è fondata su basi osservative. Tali osservazioni si basano - almeno per quanto riguarda il nostro Universo - sull’espansione dello stesso e su ciò che abbiamo stabilito essere il suo inizio. Dopo tale istante iniziale, come ha spiegato la nostra fisica, le temperature si sono aggirate sull’ordine del miliardo di gradi, e la densità è diventata dell’ordine di quella dell’acqua. Dalla fisica sappiamo anche che, in queste condizioni, i protoni erano già stabili e potevano combinarsi con i neutroni a formare alcuni nuclei: quelli degli atomi di idrogeno, di idrogeno pesante, di deuterio e i nuclei di elio stabili. Nella fase precedente le temperature erano eccessivamente alte, e la velocità di agitazione delle particelle era tale da esercitare un potente bombardamento sui nuclei più complessi di quelli costituiti da un singolo protone, distruggendoli. Dopo sei/sette minuti, a causa dell'espansione, la temperatura è divenuta troppo bassa e, di conseguenza, la velocità di agitazione delle particelle non ha più permesso che i protoni e i neutroni si unissero a formare dei nuclei complessi. E’ possibile calcolare quanto idrogeno pesante e quanto elio si siano formati nei primi tre-sette minuti di vita dell’Universo: si tratta di un calcolo teorico, cui tuttavia possono essere confrontate le abbondanze cosmiche di idrogeno, di idrogeno pesante e di elio presenti nell’Universo. In questo caso è possibile trovare un accordo fra le previsioni teoriche e le osservazioni, a riprova del fatto che tali reazioni nucleari primordiali sono effettivamente avvenute: è una seconda dimostrazione a favore di questo modello dell'Universo. La terza prova deriva da una considerazione: se l’Universo ha conosciuto un passato estremamente caldo, con l'espansione dovrebbe raffreddarsi. Sappiamo bene che quanto più caldo é un corpo, tanto più emetterà a brevi lunghezze d’onda. Un Universo primordiale, quindi, oltre ad essere riempito di particelle elementari dovrebbe emettere una radiazione consistente, composta da raggi Gamma e raggi X. Da queste considerazioni è possibile ipotizzare che, con il passare del tempo - dieci-dodici miliardi di anni -, la temperatura dell’Universo possa scendere a valori molto bassi, vicini allo zero assoluto - ossia a -273 C° -, emettendo radiazioni a microonde. Tali radiazioni sono state effettivamente scoperte nel 1965. Si tratta di un mare di radiazione alla massima intensità - ossia con lunghezze d’onda minimali e centimetriche - che si può spiegare solo se si ipotizza che nel passato le temperature siano state altissime.
Pertanto abbiamo parecchie evidenze in favore di questo modello e della sua esattezza esplicativa sull’origine del nostro Universo: la cosmologia non è religione.
In quanto all’evoluzione futura dell’Universo nel suo insieme, sappiamo che la velocità di espansione viene frenata dalla forza di gravitazione esercitata dalla materia in esso presente. E’ quindi normale attendersi che tale espansione vada diminuendo, e l'entità di questo rallentamento dipende dalla quantità di materia presente nell'Universo. Se la densità é uguale ad un determinato valore critico - stabilito nei modelli - si raggiungerà un equilibrio fra la forza di espansione e la forza di gravitazione tale che l'Universo si espanderà all'infinito e il processo di espansione si bloccherà dopo un tempo infinito. Al contrario, se la densità è inferiore al suddetto valore critico, l’Universo continuerà ad espandersi indefinitamente, mentre se é superiore, la gravitazione finirà col prevalere sull’espansione, quest'ultima rallenterà fino ad annullarsi, dopodiché inizierà una fase di contrazione che riporterà l’Universo allo stato iniziale.

STUDENTE: Se, secondo la teoria del Big Bang, l’Universo ha avuto origine da un’esplosione iniziale, l'espansione che ne è conseguita sarebbe dovuta avvenire in forma sferica. Ciò significa che l'Universo dovrebbe avere un centro e che tale centro dovrebbe essere vuoto.

HACK: In questo caso non ha senso parlare di "centro". Paragoniamo l’espansione dell’Universo alla superficie di un palloncino: man mano che quest'ultimo si gonfia, la sua superficie si espande e tutti i punti disegnati su di essa si allontanano l'uno dall'altro. Ciò non significa, però, che la superficie di tale sfera abbia un centro. Se trasferiamo questa analogia in uno spazio a tre dimensioni, ne risulta che una superficie a due dimensioni - la superficie del palloncino - si sta espandendo in uno spazio a tre. Relativamente al nostro Universo abbiamo una situazione analoga, con la differenza che quest'ultimo è a tre dimensioni e si espande in uno spazio che ne ha quattro. L'Universo è da paragonare ad una superficie più che ha una sfera e, come la prima, non ha centro.

STUDENTE: Posto che l’Universo possieda uno scopo, che rapporto ha tale scopo con la "fine" dell’Universo stesso?

HACK: La Sua é una domanda a carattere filosofico-religioso. Da un punto di vista scientifico, posso solo affermare che noi siamo il prodotto dell’evoluzione dell’Universo: l’unica "finalità" dell’Universo potrebbe essere l’uomo stesso, se siamo tanto orgogliosi da ritenerci così importanti. Sappiamo che tutta la materia, tutti gli atomi a noi noti -

dall’idrogeno all’uranio - e tutti quelli che costituiscono il corpo umano - quali il ferro, il silicio, lo zolfo e il calcio - sono stati sintetizzati in una serie di elementi radioattivi prodotti dalle cosiddette supernovae. Le supernovae - delle stelle molto più grandi del Sole, con una massa almeno dieci volte maggiore -, giunte al termine della loro evoluzione e dopo aver raggiunto temperature che superano i due miliardi di gradi, esplodono emettendo forti quantità di neutroni che, a loro volta, generano elementi radioattivi. Tali materiali radioattivi - o "pesanti" - vengono scagliati nello spazio e vanno ad arricchire le nubi interstellari, da cui si formeranno le stelle delle successive generazioni e i loro pianeti. Con molta probabilità, quindi, tutto ciò che esiste nell’Universo trova la sua origine nelle supernovae e, in questo senso, anche l'uomo può esserne considerato un prodotto.
Visioniamo il secondo contributo.

Alcuni dei più distanti corpi celesti a noi noti sono le stelle quasar. Si tratta di corpi celesti assai particolari: appaiono molto piccoli, dotati di parecchia energia, ed alcuni sono sufficientemente riscaldati da produrre grandi quantità di raggi X e di raggi Gamma. Si crede che certe quasar siano guidate da immensi "buchi neri" - ad esempio quella nota come NGC4151 - e ci si chiede cosa rappresentino veramente: si tratta solo di una diversa classe di corpi celesti che coesistono con le normali galassie a noi note, oppure sono delle galassie come quelle conosciute ma ai primissimi stadi della loro formazione?
La prima ipotesi riguardante il Big Bang fu formulata da Edwin Hubble. Dallo straordinario apparecchio in orbita che porta il suo nome - il telescopio
Hubble - potrebbe derivare una sostanziale revisione di questa teoria, ormai accolta da tutti. Comprendere il Big Bang é importante perché, secondo la scienza, il tempo, lo spazio

  • e la materia sono nati - almeno in teoria - da quest’unico evento. Esso raccoglie in sé tutti i segreti e l’essenza stessa della materia. Di cosa si tratta, come funziona e da cosa è scaturito? Il Big Bang rappresenta ancora oggi il limite della nostra fisica, il test più importante per le leggi scientifiche concepite dall'uomo. Probabilmente Hubble costituirà una pietra miliare per la scienza del XXI secolo, poiché esplorerà regioni dell’Universo mai conosciute prima ed entrerà nella zona crepuscolare della nostra astronomia.

  • STUDENTE: Personalmente ritengo che la ricerca sull’"inizio" dell’Universo non rappresenti un bisogno scientifico, ma un altro tipo di necessità, perché credo che la scienza continuerebbe a progredire anche ignorando la conoscenza di tale origine.

    HACK: Sicuramente la scienza progredirebbe lo stesso. Tuttavia la curiosità e la tendenza a superare ogni barriera sono caratteristiche sue proprie: senza di esse non si sarebbero potuti compiere quei progressi e quei successivi passi in avanti che ci permettono di capire qualcosa di più. Le prove sperimentali della teoria gravitazionale da parte della fisica quantistica, ad esempio, tentano di comprendere cosa possa essere successo in quei fatidici istanti iniziali, e se realmente ci sia stato un inizio.

    STUDENTE: Lei crede che corpi celesti come le quasar e i "buchi neri" possano aiutarci a comprendere la struttura dell'Universo in relazione alla sua origine più remota?

    HACK: Lo escluderei. Oggi conosciamo abbastanza bene le quasar e sappiamo cosa emettono: si tratta dei nuclei centrali di galassie molto giovani, e dunque molto energetiche. Esse emettono una quantità di energia che può superare anche di cento volte quella emessa da tutta la nostra galassia, e presentano un eccezionale spostamento verso il rosso delle righe spettrali. La sola fonte di energia che conosciamo in grado di spiegare questa emissione é l’energia gravitazionale. La presenza di questa energia denuncerebbe l'esistenza di un buco nero al centro delle quasar in grado di attrarre gravitazionalmente le stelle e la materia che gli orbitano intorno. Prima che queste vengano fagocitate dal buco nero, si riscaldano talmente da emettere radiazioni Gamma e X, ossia quelle radiazioni ad altissima energia che noi possiamo osservare.

    STUDENTESSA: Il nostro oggetto è un calibro che tenta di "misurare l’infinito". Com'è possibile che, in astronomia, si possa misurare l’infinito con strumenti finiti?

    HACK: Ci contentiamo di misurare gli oggetti e i corpi che riusciamo a vedere con i nostri telescopi. Come abbiamo detto in precedenza, la velocità di allontanamento dalle galassie cresce all'aumentare della distanza.
    Innanzitutto abbiamo dovuto misurare le distanze di galassie abbastanza vicine da poterne vedere le singole stelle, e abbiamo notato che esistono stelle con proprietà fisiche identiche a quelle della nostra galassia. È possibile valutare la distanza di queste ultime semplicemente utilizzando metodi analoghi a quelli usati dai geometri, ossia le parallasse trigonometriche. Dallo splendore apparente, misurato e ridotto di queste stelle - che varia in relazione alla loro distanza -, si può calcolare, attraverso metodi trigonometrici, il loro splendore intrinseco, o "assoluto". Ammettendo che le stelle delle galassie esterne in possesso delle stesse proprietà fisiche delle nostre abbiano anche il loro stesso "splendore assoluto", ne deriva che misurandone lo "splendore apparente" possiamo valutarne pure la distanza, perché "splendore assoluto" e "splendore apparente" sono legati da una relazione equivalente in cui l'incognita è la distanza. In tal modo è possibile ottenere la relazione fra "spostamento verso il rosso" e "distanza". In seguito, invertendo l’operazione, si può usare lo spostamento verso il rosso per stimare la distanza degli oggetti più lontani che si conoscano nell’Universo. Negli ultimi anni - grazie al telescopio Hubble, che presto sarà soppiantato da strumenti ancora più potenti - siamo riusciti a studiare delle galassie che distano circa quindici miliardi di anni luce da noi. Ciò significa che siamo stati in grado di osservare come si presentavano queste galassie quindici miliardi di anni fa - quando l’Universo aveva una età che corrispondeva pressappoco al sette per cento di quella attuale -, e ne abbiamo desunto che le galassie si sono formate quando l’Universo era estremamente giovane, mentre in precedenza si pensava che per comporre questi agglomerati occorresse più tempo. Possiamo osservare come era l'Universo all'età di circa 500 mila anni, quando le galassie non si erano ancora formate e si era prodotta la "radiazione diffusa", che giunge fino a noi in egual misura da tutte le direzioni dello spazio e che corrisponde a una temperatura di 3 K assoluti. All'età di meno di un miliardo di anni si sono formate galassie con proprietà leggermente diverse da quelle attuali, più piccole e più vicine, anche perché all'epoca l'Universo era più compatto. Si pensa che le grandi galassie a noi vicine - per "vicino" si intende una distanza da cinque a dieci milioni di anni luce - siano nate dalla fusione di diverse piccole galassie, che si sono "immerse" l'una nell'altra andando a formare il corpo di una sola, con la più grande che fagocitava quelle limitrofe.

    STUDENTE: Non credo si possa decidere se esista o meno qualcosa di "infinito": ritengo che quest'ultimo rappresenti solo un concetto che ci aiuta a trattare scientificamente le diverse questioni. Per fare un esempio, una delle prime necessità dell’uomo é stata quella di quantificare gli animali che possedeva. Con il passare dei secoli - e con il parallelo sviluppo del pensiero scientifico - l’umanità ha affrontato calcoli sempre più complessi e, per semplificare certe misurazioni, ha elaborato il concetto di infinito. Qual è la Sua opinione in proposito?

    HACK: Lo stesso atto del contare può darci un esempio comprensibile di infinito, perché si può sempre aggiungere un numero al precedente. In quanto all’Universo, l’uomo non sa se esso sia "infinito" o meno. In precedenza ho accennato alla possibilità che l’Universo collassi su sé stesso: recentemente si sono fatte misurazioni più accurate delle distanze delle galassie, da cui è emerso che l’espansione dell’Universo, anziché decelerare per effetto della gravitazione - com'era logico attendersi - è addirittura accelerata. Ciò escluderebbe la possibilità di un collasso: sembra proprio che l'Universo proceda verso un'espansione all'infinito più rapida del previsto. Se confermata da ulteriori osservazioni, questa scoperta risulterebbe di vitale importanza, perché implicherebbe l'esistenza di una forza che si oppone alla gravitazione. Noi conosciamo solo quattro forze fondamentali che reggono l’Universo: l’interazione gravitazionale, l’interazione elettromagnetica - che spiega l’emissione di radiazione dai corpi caldi o da quelli con una temperatura superiore allo zero assoluto -, l’interazione debole - che spiega la radioattività -, e l’interazione forte o "nucleare" - responsabile della stabilità dei nuclei atomici con particelle cariche dello stesso segno, i protoni, che tenderebbero a respingersi -. Se l’Universo é in espansione accelerata, ciò significa che esiste una quinta forza opposta alla gravità. Tale forza potrebbe tradursi in quella "costante cosmologica" ventilata da Albert Einstein nel 1915, il quale la ipotizzò per ragioni completamente diverse. Le equazioni di Einstein mostrarono che un Universo statico non poteva essere stabile perché sarebbe collassato su sé stesso sotto l’azione della gravità. Egli, quindi, postulò l’esistenza di una forza chiamata "costante cosmologica", che agiva in opposizione alla gravitazione in modo da mantenere statico l'Universo. Le successive osservazioni di Hubble ed altre equazioni - corrette dal fisico e matematico russo Aleksandr Aleksandrovic Fridman - mostrarono le tre possibilità di un modello non statico dell’Universo: in espansione, rallentato dalla gravitazione, collassato su se stesso. Pertanto si pensò che non ci fosse più bisogno della "costante cosmologica". Le recenti rilevazioni su un Universo in espansione accelerata mostrerebbero, al contrario, che la "costante cosmologica" esiste davvero, ossia che esiste una quinta forza opposta alla gravitazione. Vedremo se tale scoperta sarà confermata.

    STUDENTESSA: Si sente spesso parlare della possibilità che esistano differenti forme di vita su altri pianeti. Vorrei sapere quando si é iniziato a parlare di queste possibilità e, soprattutto, quali dati sperimentali hanno portato a formulare tale ipotesi.

    HACK: La curiosità associata alla possibilità di forme di vita diverse dalla nostra su altri copri celesti risale addirittura agli antichi Greci. Solo oggi, però, possiamo affermare che l’Universo é uniforme e che le stelle obbediscono tutte alle stesse leggi fisiche e hanno tutte la stessa composizione chimica. In particolar modo, solo oggi possiamo sostenere l'esistenza di stelle addirittura in possesso di sistemi planetari. Riprese fotografiche e immagini raccolte dai satelliti hanno mostrato che la formazione di una stella é simultanea a quella di una nebulosa protoplanetaria, costituita da un disco di materiale più freddo, più solido e molto più esteso della stella. Ciò spiegherebbe la formazione del Sistema Solare, e andrebbe a sostegno dell'ipotesi secondo cui quest'ultimo si è formato quasi contemporaneamente al Sole da una nube di materia cosmica, che é l’ipotesi di Kant-Laplace modificata. Attualmente si ritiene che la formazione di una stella sia simultanea a quella di un sistema planetario; inoltre abbiamo cominciato a trovare altri pianeti: dal 1995 ad oggi si è scoperta una trentina di pianeti extrasolari orbitanti intorno a stelle relativamente vicine. Chiaramente ciò non implica l’esistenza di altre forme di vita, tuttavia il pianeta é condizione necessaria - sebbene non sufficiente - per la loro esistenza, perché è l’unico posto in cui la vita possa svilupparsi. Le stelle hanno temperature troppo elevate: le più fredde misurano duemila gradi in superficie e milioni di gradi al loro interno. Da parte sua, il mezzo interstellare rivela una densità così bassa - miliardesimi di miliardesimi di miliardesimi di quella dell’acqua - da far ritenere impossibile la formazione di molecole complesse, le uniche che possano dare origine a forme vitali. Si pensi al nostro Sistema Solare: eccettuata la Terra - che offre elevate condizioni di vita - non si possono escludere una tenue atmosfera e forme elementari di vita su Marte, la cui superficie è stata modellata da un fluido che scorreva sul suolo. L’ipotesi più accreditata é che tale fluido fosse acqua: sebbene oggi essa non sia presente su Marte allo stato liquido, questo non esclude che possa trovarsi come ghiaccio nel sottosuolo. La sonda Galileo ha recentemente mostrato che sotto la superficie di due satelliti di Giove - Europa e Callisto - esisterebbero degli estesi oceani di acqua, il che denuncerebbe l’esistenza di forme batteriche. Forse sono presenti forme di vita anche nell’atmosfera di Titano, il più grande satellite di Saturno. In proposito è in corso un esperimento: la sonda Cassini, che sta viaggiando verso Saturno, sgancerà la navicella Huliens nell’atmosfera di Titano per rilevare se siano presenti o meno delle forme elementari di vita. Pare che vi si trovino delle molecole prebiotiche, ossia molecole organiche molto complesse. D'altra parte, se la composizione chimica e le leggi fisiche sono le stesse in tutto l’Universo, perché le leggi biologiche dovrebbero variare? Può darsi che le condizioni presenti sulla Terra - che hanno permesso lo sviluppo della vita dai microbi fino a noi - siano rare, ma sostenere la nostra "unicità" mi sembra alquanto presuntuoso.

    STUDENTE: Già Lucrezio Caro, nel I secolo a.C., ipotizzava la pluralità e infinità dei mondi: perché ci sono voluti duemila anni per riaffermare la stessa cosa?

    HACK: Giordano Bruno sostenne la stessa teoria ma, proprio per tale motivo, fu mandato al rogo come eretico nel XVII secolo. Altrettanto può dirsi dell’astronomo italiano Giovanni Schiaparelli che, sul finire dell’Ottocento, studiò attentamente la superficie di Marte. Egli ipotizzò che su di essa fossero presenti dei "canali" e fantasticò sulla possibile esistenza dei marziani. Attualmente abbiamo i mezzi per affermare che, se anche non è presente la vita, esistono dei luoghi in cui quest'ultima potrebbe svilupparsi. I pianeti e i sistemi planetari sono ormai un "fenomeno comune". I mezzi in possesso dell'uomo ancora non gli consentono di scoprire pianeti di piccole dimensioni, e siamo molto lontani dalla possibilità di metterci in contatto con eventuali forme di vita intelligenti. Il Programma Seti ha per oggetto la ricezione e l’invio di segnali elettromagnetici modulati verso stelle simili al Sole in possesso di pianeti. Probabilmente non incontreremo mai di persona gli extraterrestri, perché le distanze sarebbero enormi e la velocità della luce costituirebbe un limite insuperabile.


    Siti Internet sul tema

    ASI - Agenzia Spaziale Italiana
    http://www.asi.it

    Hubble Space Telescope - NASA
    http://hubble.gsfc.nasa.gov/

    Istituto di Astrofisica Spaziale - CNR
    http://www.ias.rm.cnr.it


    Biografia di Margherita Hack

    Trasmissioni sul tema I limiti della scienza

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