Decenni di ricerca e ancora nessuna risposta dall'universo
Da decenni investiamo miliardi in radiotelescopi, supercomputer e missioni spaziali nella speranza di captare la prima prova di una civiltà aliena. Eppure una nuova analisi condotta da un fisico dell'EPFL svizzera suggerisce qualcosa di profondamente frustrante: un'ondata di tali segnali potrebbe aver già attraversato l'orbita terrestre molto tempo fa, mentre i nostri strumenti erano troppo deboli, troppo ciechi, o semplicemente puntati nella direzione sbagliata.
La ricerca di intelligenza extraterrestre non è fantascienza. Scienziati di osservatori sparsi in tutto il mondo ascoltano sistematicamente il cosmo, analizzano dati provenienti da telescopi spaziali e terrestri e valutano miliardi di registrazioni. Eppure non abbiamo ancora un solo segnale confermato. Il fisico Claudio Grimaldi dell'École Polytechnique Fédérale de Lausanne propone un'ipotesi scomoda: forse le tecnosegnature di civiltà avanzate ci hanno già sfiorato, ma non guardavamo nel posto giusto al momento giusto. O, ancora più probabilmente, queste trasmissioni sono semplicemente molto più rare di quanto ci piacerebbe credere.
Cosa sono le tecnosegnature e come riconoscere una civiltà aliena
Gli scienziati non si aspettano certo un messaggio del tipo "Ciao, siamo i marziani". Quello che cercano sono le cosiddette tecnosegnature, ovvero tracce misurabili di tecnologia che la natura da sola non produce. Potrebbero essere onde radio con una struttura artificiale inconfondibile, brevi lampi laser ripetuti, un eccesso di calore nello spettro infrarosso che rivela enormi costruzioni energetiche, oppure schemi di emissione anomali che non corrispondono a nessuna stella, pulsar o buco nero conosciuto.
Perché un segnale del genere venga rilevato, devono verificarsi due condizioni simultaneamente. Prima di tutto deve raggiungere fisicamente le vicinanze della Terra. Poi i nostri strumenti devono essere abbastanza sensibili, sintonizzati sulla frequenza corretta e orientati nella direzione giusta esattamente nel momento in cui il segnale transita. La prima condizione sembra semplice. La seconda è un incubo per ingegneri e statistici.
Anche se un'ondata di segnali alieni attraversa la galassia come una bolla di luce, la Terra potrebbe trovarsi nella sua parte vuota, già "svuotata". Un'emissione spenta da tempo la cui eco viaggia ancora nell'universo. In pratica, una tecnosegnatura può attraversare il Sistema Solare nel giro di giorni o mesi, mentre noi stiamo guardando da tutt'altra parte, senza registrare nulla tra il rumore dei dati.
Gli scienziati dell'osservatorio di Green Bank nella Virginia Occidentale e di quello australiano di Parkes monitorano sistematicamente stelle selezionate da decenni. Utilizzano radiotelescopi con antenne di decine di metri di diametro, analizzando frequenze da pochi megahertz a decine di gigahertz. Eppure nessuna prova inequivocabile è mai arrivata. È proprio per spiegare questa realtà frustrante con numeri freddi che Grimaldi ha costruito il suo modello statistico.
Il modello statistico dell'EPFL rivela la verità sulle probabilità di intercettazione
Grimaldi, fisico teorico dell'École Polytechnique Fédérale de Lausanne, ha deciso di mettere in numeri ciò di cui molti ricercatori parlavano solo intuitivamente. Ha costruito un modello matematico che tiene conto della densità di pianeti potenzialmente abitabili nella Via Lattea, della frequenza di emissione delle tecnosegnature, della durata delle emissioni, della distanza dalla Terra e della sensibilità dei nostri strumenti. I risultati sono inquietanti.
Perché oggi avessimo una reale possibilità di captare anche un solo segnale alieno, avrebbero dovuto transitare intorno alla Terra molte più tecnosegnature di quante sembri ragionevole ipotizzare. In altre parole, lo scenario "abbiamo semplicemente ignorato una massa di emissioni" non regge più. È molto più probabile che tali trasmissioni siano semplicemente rare, oppure di breve durata. Nello studio pubblicato su The Astrophysical Journal, Grimaldi stima che la probabilità di intercettare una tecnosegnatura attiva in un dato momento sia estremamente bassa, considerata l'attuale copertura del cielo da parte dei nostri telescopi.
Il progetto SETI@home dell'Università di Berkeley ha elaborato per oltre vent'anni miliardi di punti dati provenienti dal radiotelescopio di Arecibo a Porto Rico. Nessun segnale di intelligenza aliena è mai stato confermato. Il modello di Grimaldi spiega proprio perché: più le emissioni sono brevi e rare, minore è la probabilità che il nostro rilevatore sia puntato nella direzione giusta al momento giusto.
C'è poi il problema delle dimensioni galattiche. La Via Lattea ha un diametro di circa centomila anni luce e contiene centinaia di miliardi di stelle. I nostri rilevamenti sistematici coprono una frazione infinitesimale di quest'area, e soltanto in bande di frequenza selezionate. È come cercare di valutare l'intero pianeta osservando alcune strade di una singola città.
Due tipi di segnali ipotetici: calore disperso e faro cosmico direzionale
Nell'analisi di Grimaldi emergono due categorie principali di segnali che le civiltà extraterrestri potrebbero trasmettere. I primi sono emissioni omnidirezionali che si propagano in tutte le direzioni, come il calore di scarto di un'infrastruttura gigantesca che "scalda" l'ambiente nello spettro infrarosso. I secondi sono segnali direzionali, qualcosa di simile a fari radio cosmici o lampi laser inviati deliberatamente verso una specifica zona del cielo.
I primi assomigliano a una lampadina al centro di una stanza: illuminano ovunque, ma da grande distanza la loro luminosità è estremamente diffusa. I secondi ricordano un puntatore laser: straordinariamente intensi, ma confinati in un fascio strettissimo. In entrambi i casi servono telescopi di eccezionale sensibilità. Per il fascio laser, poi, conta anche la fortuna: se la Terra non si trova esattamente sulla traiettoria, non vediamo nulla.
Ricercatori del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics stimano che una civiltà avanzata capace di costruire una Sfera di Dyson attorno alla propria stella produrrebbe un eccesso misurabile di radiazione infrarossa. Il telescopio James Webb è in grado di rilevare tali anomalie fino a una distanza di qualche migliaio di anni luce. Ma anche qui vale la regola: bisogna sapere dove guardare, e il segnale deve essere abbastanza potente da distinguersi dal fondo naturale.
I lampi laser direzionali rappresentano una sfida ancora maggiore. Se una civiltà attorno a Proxima Centauri inviasse un segnale laser verso la Terra, dovrebbe avere una potenza di decine di megawatt per essere rilevabile con i nostri strumenti attuali. E Proxima Centauri dista appena quattro anni luce. Per stelle più lontane, il fabbisogno energetico crescerebbe in modo esponenziale.
Dall'analisi di Grimaldi emerge chiaramente che la probabilità di registrare una tecnosegnatura aliena in un determinato momento è estremamente ridotta, se le emissioni sono rare, di breve durata e provengono da grandi distanze. Ecco perché anche decenni di ascolto sistematico potrebbero non bastare.
Perché anche con i migliori strumenti non captiamo nulla da decenni
Dagli anni Sessanta del Novecento, centinaia di ore di lavoro dei radiotelescopi sono state dedicate a sezioni selezionate del cielo. Eppure non abbiamo un solo segnale univoco. Lo studio di Grimaldi offre diverse spiegazioni fredde e razionali per questo silenzio.
La galassia è immensa e la nostra portata è ridicolmente piccola. I segnali che ci aspettiamo compaiono probabilmente di rado. In un dato momento potrebbe esistere nella galassia solo un numero esiguo di emissioni che abbiano anche solo la possibilità di essere rilevabili da noi. Per intercettarle, è necessario:
- guardare nella direzione corretta
- disporre di sensibilità e tempo di esposizione adeguati
- operare nella banda d'onda giusta
- osservare esattamente nel momento in cui quella civiltà sta trasmettendo
Un solo errore in questa catena e anche un'emissione potente e intelligente svanisce nell'inesistenza statistica. Gli scienziati dell'istituto SETI di Mountain View, in California, utilizzano la rete di radiotelescopi Allen Telescope Array, composta da 42 antenne dal diametro di sei metri ciascuna. Anche questo sistema avanzato copre solo una minuscola porzione del cielo in ogni momento.
C'è poi il problema intrinseco dei dati. L'universo è rumoroso. Pulsar, esplosioni stellari, nubi di gas incandescente: tutto questo genera un rumore di fondo costante. Su questo sfondo, un laser alieno che dopo milioni di anni luce di viaggio ci raggiunge come un singolo debole bagliore potrebbe risultare indistinguibile da un'interferenza ordinaria. Le emissioni omnidirezionali, come il calore di strutture gigantesche, non hanno vita più facile. Da migliaia di anni luce di distanza appaiono come un lievissimo "surriscaldamento" attorno a una stella.
Gli impulsi deboli scompaiono nel rumore cosmico. L'osservatorio di Arecibo a Porto Rico, prima del suo crollo nel 2020, aveva registrato miliardi di segnali individuali. La stragrande maggioranza erano fenomeni naturali o interferenze terrestri. Analizzare una tale mole di dati richiede algoritmi sofisticati e machine learning che solo negli ultimi anni hanno raggiunto il livello di maturità necessario.
Siamo soli nella galassia, o soltanto temporaneamente ciechi e sordi?
Cosa emerge dunque da queste analisi per chi guarda al cielo con curiosità? Prima di tutto, l'assenza di segnali non significa automaticamente che nell'intera galassia non esistano civiltà tecnologiche. I dati ci dicono soltanto che le tecnosegnature sono probabilmente rare e compaiono di rado, oppure che le loro emissioni durano poco e le "bolle di segnale" ci sfiorano velocemente, o ancora che queste civiltà usano metodi di comunicazione che non siamo ancora in grado di comprendere.
In secondo luogo, lo scenario in cui migliaia di segnali abbiano sorvolato in massa la Terra nel passato mentre noi guardavamo distrattamente altrove non sembra più la spiegazione più ragionevole. Molto più coerente è l'ipotesi che i trasmettitori alieni nella nostra prossimità cosmica siano semplicemente pochi. I ricercatori dell'istituto SETI a Mountain View, in California, stanno per questo ripensando le strategie di ricerca.
Un'alternativa affascinante è rappresentata dalle biosegnature, ovvero tracce di vita che non sia necessariamente tecnologica. Il telescopio James Webb analizza le atmosfere degli esopianeti alla ricerca di ossigeno, metano e altri gas che potrebbero segnalare attività biologica. Il pianeta TRAPPIST-1e, a quaranta anni luce di distanza, è uno dei candidati per questo tipo di ricerca.
Paradossalmente, le conclusioni di Grimaldi non sono un invito ad arrendersi. Suggeriscono piuttosto di ripensare la strategia. Invece di brevi campagne di ascolto in molte direzioni casuali, potrebbe essere più significativo un monitoraggio prolungato di stelle selezionate e promettenti. Le reti crescenti di radiotelescopi e i progetti computazionali basati sull'intelligenza artificiale possono aiutare a estrarre schemi sottili dall'enorme quantità di dati disponibili.
Come immaginare tutto questo e cosa ci aspetta
Un'immagine utile è quella di un'onda che si propaga sull'acqua dopo il lancio di un sasso in uno stagno. L'onda si espande in cerchi concentrici. A un certo punto raggiunge il punto sulla riva dove si trova l'osservatore. Se in quell'istante sta guardando il telefono invece dell'acqua, non nota nulla. Poco dopo, dell'onda non c'è più traccia, anche se da qualche altra parte continua a propagarsi.
Nel caso dei segnali extraterrestri, quel "sasso" è il periodo di emissione attiva. Una volta cessata, rimane nell'universo una sfera di onde in espansione, con il silenzio all'interno. La Terra può trovarsi:
- all'esterno di questa sfera — il segnale non ci ha ancora raggiunti
- nella parte già "svuotata" — il segnale ci ha già superati
- esattamente sulla superficie — solo allora abbiamo una reale possibilità di rilevarlo
Tutta l'arte del SETI consiste nell'avere occhi e antenne aperti esattamente in quel breve frangente in cui l'onda transita dalla nostra posizione. E poiché la galassia si estende per decine di migliaia di anni luce, la maggior parte di questi incontri sarà estremamente improbabile.
Importanza crescente stanno assumendo anche le ricerche nello spettro infrarosso, dove si cerca un eccesso di calore che segnali un elevatissimo consumo energetico. Anche se una civiltà aliena non volesse trasmettere segnali deliberati, la sua infrastruttura potrebbe tradirla involontariamente, proprio come le immagini notturne della Terra rivelano le città sviluppate. Il telescopio Spitzer Space Telescope, prima della fine della missione nel 2020, aveva mappato migliaia di stelle proprio nella banda infrarossa.
Per una parte dei ricercatori, il lavoro di Grimaldi è un argomento a favore di investimenti ancora più audaci in nuove infrastrutture e algoritmi capaci di riesaminare vecchi archivi di osservazione alla ricerca di segnali trascurati anni fa. Per altri è un indizio che le missioni che esplorano pianeti nella nostra prossimità galattica siano altrettanto importanti. Se un giorno ci imbatteremo in una traccia di intelligenza aliena, potrebbe non arrivare sotto forma di uno spettacolare "ciao" radiofonico dall'altra parte della Via Lattea. Potrebbe essere qualcosa di molto più sottile, che saremo in grado di riconoscere soltanto con le tecnologie del futuro.
