Loro ci sono, ma non li troviamo

 

C’è una specie intelligente su un granellino di polvere periferico di una galassia che sta cercando un’altra specie intelligente su un altro granellino di polvere in un’altra galassia.

Probabilità di riuscirci? Straordinariamente bassa, molto meno probabile di fare la più grossa vincita della storia in una lotteria.
Potrei dire “lasciate ogni speranza, voi che leggete” e avrei ragione. Eppure ci sono ancora persone, anzi più di prima, che ci provano. Perché?
Questa domanda potremmo farla a Cristoforo Colombo, o a J. F. Kennedy quando decise che dovevamo andare sulla Luna, o a quell’uomo primitivo che si mise in cammino per raggiungere la linea dell’orizzonte. Perché siamo fatti, così: curiosi, stupidi, testoni e meravigliosi.
Poi capita, ed è di questo che voglio parlare, che uno di questi stupidi testoni sia ricchissimo, sia anche un fisico, e decida di investire 100 milioni di dollari nella ricerca dei marziani. Quando il denaro e la scienza s’incontrano accadono miracoli, Elon Musk docet.
Il pazzo in questione si chiama Yuri Milner, è un russo-israeliano, e ha dato vita ad uno sforzo senza precedenti, il progetto Breakthrough listen.

 Yuri Milner 

Chi mi segue sa che ho parlato altre volte di potenziali intelligenze extra-terrestri, per esempio qui e qui. Questa volta però è davvero l’iniziativa della svolta, come dice il nome del progetto.

Ambizioso ma realistico, si tratta di mettersi all’ascolto per cercare in altre galassie il “rumore radio” di una civiltà. È tecnicamente fattibile già da molto tempo, ma nessun governo avrebbe mai investito cento milioni in un’attività con probabilità così basse di riuscita.

Il progetto è partito a gennaio 2016 e si propone di ascoltare i segnali radio provenienti da un milione di stelle in dieci anni. Si serve di potenti radiotelescopi (il cui tempo a noleggio è costosissimo) per raccogliere i dati e di tecnologie ormai consolidate per analizzare i segnali.

 

Il Green Bank, in West Virginia, è uno dei radiotelescopi coinvolti nel progetto 

Il programma SETI, di cui abbiamo parlato qui, è attivo da decenni e si basa sull’attività di pochi scienziati e volontari, disponendo di scarsi fondi che lo fanno sempre vacillare tra continuazione e stop.

Il Breakthrough listen, invece, dispone di risorse infinitamente superiori e ha già analizzato una quantità di dati maggiore di quella che il SETI ha analizzato in quasi quarant’anni. Per avere un’idea, i dati da analizzare possono raggiungere i 5.000 GB all’ora.
Cosa ha trovato il progetto in due anni di attività? Nulla, o quasi. Ed ecco cosa vuol dire quel bellissimo “quasi”:
Sapete cos’è un “lampo radio veloce”? L’FRB (fast radio burst) è un segnale radio ad altissima energia della durata di pochi millisecondi, osservato per la prima volta nel 2007. Si sa che possono generarlo grandi eventi cosmici come l’esplosione di stelle o la collisione di buchi neri, ma quando non sono coinvolti eventi distruttivi, e soprattutto quando si ripetono sempre nello stesso punto dello spazio, non sappiamo cosa li possa generare; le ipotesi sono molte, nessuna esclusa. Nemmeno quella che fa risalire la causa ad un’attività intelligente di qualche tipo.

Dal 2007 in poi si è cominciato a catalogare i lampi radio veloci con una sigla, e quello che c’interessa di più è l’FRB 121102 (per i dettagli vedi qui), osservato per la prima volta nel 2012 e osservato molte altre volte nell’ambito del nostro progetto. In particolare, nel 2017 il lampo si è ripetuto 15 volte in maniera non regolare, sempre nello stesso punto e sempre con la stessa energia. È lontanuccio, 3 miliardi di anni/luce. Quant’è in chilometri? Se ci riuscite, moltiplicate 9.460.730.472.581 per 3.000.000.000 e lo saprete.
Dunque, ci sono alcune cose che sappiamo su questo FRB 121102, in particolare sappiamo cosa non è:
- Non è un’esplosione di Supernova;

- Non è una collisione di buchi neri;
- Non è un evento periodico perché la frequenza è irregolare. 

A questo punto uno scrittore di fantascienza ci andrebbe a nozze: 

“Si tratta senza dubbio di una trasmissione di energia ad un’astronave aliena che viaggia con una tecnologia ad impulsi remoti”. 

E se fosse vero?

Se fosse vero, sapremmo che tre miliardi di anni fa sono partiti questi impulsi per spingere un’astronave chissà dove. E poi, con tutta probabilità, la civiltà extraterrestre che era arrivata a cotanto progresso, si è estinta.

Bella consolazione. Meglio non sapere e immaginare. 

Ma, nonostante tutto, restiamo alla ricerca di risposte. Stephen Hawking ha detto:

“In un universo infinito, ci devono essere altre vite. È giunta l’ora di cercarle”.

P.S.

Perché Hawking parla di universo infinito? Lo è davvero?
No, non è infinito. Ma siccome è in espansione, con nessun mezzo, per quanto veloce, potremmo mai raggiungerne il confine. Quindi lo percepiremmo come infinito.

Meccanica quantistica 2: storia di due palline e un gatto

Mi è stato detto che non devo dire “fisica quantistica” ma “meccanica quantistica”, e allora mi correggo, ma sempre fisica è. Quella che tanto fece arrabbiare Einstein, come abbiamo visto nella prima puntata qui.
Vi avevo promesso cose fuori di testa, eccole qua.

Facciamo questo esperimento mentale, facendo finta che si possano applicare i principi della meccanica quantistica al mondo visibile:
supponete di avere due piccole sfere, una rossa e una blu. Le mettete ognuna in una scatola e poi consegnate le due scatole chiuse ad un amico che le dovrà spedire a sua volta a due amici, uno che vive a Parigi e uno che vive a Tokio. Il vostro amico non sa, ovviamente, a chi ha spedito la sfera rossa e a chi quella blu. Finché almeno una delle due scatole non sarà aperta, il dubbio resterà.

Questo stato di cose, in meccanica quantistica, si chiama “entanglement” cioè “intreccio”: il colore di ogni sfera dipende dall’osservazione dell’altra. 

Ora l’amico dell’amico che abita a Tokio apre la sua scatola e vi trova la sfera blu. Istantaneamente la sfera che si trova nella scatola ancora chiusa a Parigi diventa rossa. E’ avvenuto il “collasso” dello stato quantistico: mentre prima il colore dell’una dipendeva da quello dell’altra (entanglement), adesso ogni sfera si fa la sua vita fregandosene dell’altra, come se l’altra non fosse mai esistita. Anzi, si stavano pure antipatiche.  

Di più: finché ambedue le scatole erano chiuse, ognuna della due sfere era contemporaneamente rossa e blu. Attenzione, ho detto “e”, non “o”. 
Se nel mondo macroscopico questo evidente paradosso ci fa sorridere, non è così nel mondo dell’infinitamente piccolo, quello delle particelle elementari, dove la sovrapposizione di stati è la norma. Al punto che il primo postulato della meccanica quantistica recita:

“due o più stati quantistici possono essere sommati (sovrapposti), e il risultato sarà un altro stato quantistico valido; e al contrario, ogni stato quantistico può essere rappresentato come somma di due o più altri stati distinti”.

In altre parole sfera rossa+blu è uno stato valido ed “entangled”, sfera rossa e sfera blu sono due stati altrettanto validi e “collassati”.

Sì, vabbè, ma che cavolo c’entrano i colori delle sfere con elettroni, fotoni, neutrini e quant’altro? Sono colorati? No, ma hanno lo spin, cioè (semplifico, mi perdonino i fisici) il senso di rotazione. Se un quanto ruota in senso orario o antiorario (segno + o segno -) fa una differenza in meccanica quantistica che influenza tutte le formule che riguardano i quanti. Quindi, per riferirci adesso al mondo prettamente quantistico, lo spin di un elettrone è sovrapponibile allo spin di un altro elettrone in stato di “entanglement”. Se osservo lo spin del primo elettrone, cambia anche lo spin del secondo elettrone, senza bisogno di osservarlo.

E allora, trascinati dall’entusiasmo quantistico, possiamo applicare questi principi al mondo visibile?  

A questo punto potremmo dire che due squadre di calcio, prima dell’inizio della partita sono “entangled” (contemporaneamente vittoriose e perdenti) perché non sappiamo ancora chi vincerà? No, perché nel 1935 arrivò Erwin Schrödinger con il suo gatto.      

Erwin Schrödinger

Schrödinger, premio Nobel nel 1933, stava un po’ dalla parte di Einstein, ambedue colmi di perplessità sulla meccanica quantistica, che ritenevano una fonte infinita di paradossi che non potevano trovare alcun riscontro nella vita reale. Per dimostrarlo Schrödinger propose l’esperimento che segue (solo mentale, per fortuna non fu mai realizzato).

Mettete un gatto per un’ora in una scatola, nella quale si trova una “macchina infernale” basata sul decadimento o meno di un atomo radioattivo, eventi ugualmente probabili. Se il contatore Geiger misurerà il decadimento dell’atomo si aprirà una fialetta contenente cianuro che ucciderà il gatto. Se viceversa il decadimento dell’atomo non avverrà, il gatto sopravvivrà. Chiudete la scatola e andatevene al bar.

Che succederà al gatto? Siccome non lo sappiamo, dobbiamo affermare che è contemporaneamente vivo e morto? Eh, cari quantistici dei miei stivali?

Il povero Schrödinger non disse proprio così, sto colorando un po’ i fatti. Però questo esperimento stabilisce una volta per tutte la decisa incomunicabilità tra fisica classica e meccanica quantistica.

Einstein non ci dormiva la notte ed è morto senza una soluzione, Hawking pure.

Io aspetto, anche se dovessi farlo per molte vite ancora.