Frank Drake, astronomo e astrofisico
riconosciuto come uno dei pionieri nella ricerca di intelligenza extraterrestre.
Foto: Mark Thiessen, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
Pochi giorni prima di Halloween nel 1961, un giovane astronomo è stato a rimuginare su un problema abbastanza serio.
Presto l'astronomo Frank Drake, sarebbe stato convocato ad un incontro presso il National Radio Astronomy Observatory di Green Bank, West Virginia, per discutere di ciò che era ancora un tema marginale: la ricerca di vita extraterrestre intelligente. Drake aveva invitato alla riunione tutti quelli che pensava avessero un interesse per la ricerca scientifica degli ET.
Si prometteva di essere un grande raduno, sulla scia del Progetto Ozma, che nel 1960 aveva cercato segnali radio intorno a due stelle vicine.
Il problema era che l'agenda scientifica del meeting era in disordine. Drake, che all'epoca aveva 31 anni, era stato impegnato da solo nell'organizzazione e nell'accoglienza all'evento, ed era stato distratto dalla logistica della riunione. Si diceva che uno dei partecipanti, il biochimico Melvin Calvin della UC Berkeley, fosse sulla short list per il Premio Nobel per la chimica, che sarebbe stato annunciato durante la conferenza. Così Drake aveva trascorso un pezzo dei giorni precedenti a risolvere il pressante problema di dove acquistare champagne (che sarebbe stato chiaramente necessario se Calvin avesse vinto) in una contea altrimenti asciutta.
Un giorno prima dell'arrivo dei partecipanti, Drake delineò un modo di concentrare la discussione scientifica sulla probabilità di rilevare civiltà aliene nella Via Lattea. Usò il termine N per descrivere il numero di tali mondi.
L'equazione di Drake, formulata nel 1961, stima il numero di civiltà aliene
che potremmo rilevare. Recenti scoperte di numerosi pianeti nella
Via Lattea hanno aumentato le probabilità.
Poi scrisse sette fattori che riteneva rilevanti per N: il tasso di formazione stellare simile al sole nella Via Lattea (che Drake ha chiamato R*), la frazione di quelle stelle che hanno pianeti (fp), il numero di pianeti, per ogni stella , che potrebbe sostenere la vita (ne), la frazione di questi pianeti sui quali si evolve la vita (fl) , la frazione della vita che si evolve in forma intelligente (fi), la frazione di quelle civiltà intelligenti che sviluppano tecnologie rilevabili (fc), e la quantità media di tempo nel quale quelle civiltà sono rilevabili (L).
Se inserisco i numeri e moltiplico i termini insieme, ragionava Drake, dovrei trovare il valore di N. (Non importava che, al momento, l'unico fattore con un valore ragionevolmente ben conosciuto era R*).
Fantastico, pensò. Dovrebbe funzionare.
Il 1° novembre, Drake ha dato il via alla conferenza di Green Bank scarabocchiando la sua equazione su una lavagna nella sala conferenze dell'Osservatorio:
N = R * f p n e f l f i f c L
Non poteva sapere che quello che aveva appena scritto sarebbe stato conosciuto, mezzo secolo più tardi, come l'equazione di Drake .
"Ci sono stati pochi di libri scritti su equazioni importanti nella storia della scienza, e di solito vi è inclusa", dice Drake, che ora ha 84 anni. "Il che mi stupisce sempre."
Frank Drake (a destra) e colleghi visitano il telescopio del
National Radio Astronomy Observatory nel 1962.
FOTOGRAFIA DI NRAO / AUI / NSF
Una moltitudine di pianeti
Più di 50 anni dopo la sua formulazione, l'equazione di Drake guida ancora i modi di pensare su come trovare ET. Col passare degli anni e l'affinarsi degli strumenti, gli astronomi hanno iniziato a raffinare e inserire i numeri per le variabili dell'equazione. Ma le variabili sono rimaste le stesse. A Drake viene chiesto ripetutamente se tutti i fattori sono mancanti, egli risponde: "per quanto ne so, non lo sono". Dice che anche quando i fattori mancanti suggeriti sembrano "ragionevoli", si possono già trovare in uno dei sette fattori che elaborò nel 1961.
Negli anni successivi, però, il valore di R* è cambiato, aumentando, da un prima stima di una o due stelle come il Sole ogni anno a un massimo di cinque o dieci stelle all'anno. Questo è in parte dovuto al fatto che gli astronomi non contano più solo le stelle simili al sole. Stelle più piccole, più rosse, e più fredde conosciute come nane-M sono emerse negli ultimi dieci anni come ospiti potenziali per i pianeti portatori di vita.
"Dobbiamo includere le nane-M", dice Drake. "Hanno pianeti, e li hanno in luoghi dove la temperatura è adatta per la vita." Sono anche il tipo più comune di stelle nella galassia.
Il valore di fp - la frazione di stelle con pianeti - era completamente sconosciuto nel 1961. "Non c'erano dati allora. Non era stato scoperto alcun pianeta al di fuori del nostro sistema solare", afferma Steve Dick, astrobiologa presso la Biblioteca del Congresso ed ex capo storico della NASA. "Questo incontro a Green Bank è stata la prima riunione del suo genere. Era una cosa molto audace da fare."
Ora, dopo molte migliaia di ore passate a scrutare i cieli alla ricerca di pianeti al di fuori del sistema solare, e solo due decenni dopo che sono stati trovati i primi pianeti extrasolari, sappiamo che praticamente ogni stella ha pianeti. In altre parole, il valore di fp è vicino a uno. Ma quanti di questi pianeti sono adatti per la vita?
Più di 50 anni dopo la sua formulazione, l'equazione di Drake guida ancora i modi di pensare su come trovare ET. Col passare degli anni e l'affinarsi degli strumenti, gli astronomi hanno iniziato a raffinare e inserire i numeri per le variabili dell'equazione. Ma le variabili sono rimaste le stesse. A Drake viene chiesto ripetutamente se tutti i fattori sono mancanti, egli risponde: "per quanto ne so, non lo sono". Dice che anche quando i fattori mancanti suggeriti sembrano "ragionevoli", si possono già trovare in uno dei sette fattori che elaborò nel 1961.
Negli anni successivi, però, il valore di R* è cambiato, aumentando, da un prima stima di una o due stelle come il Sole ogni anno a un massimo di cinque o dieci stelle all'anno. Questo è in parte dovuto al fatto che gli astronomi non contano più solo le stelle simili al sole. Stelle più piccole, più rosse, e più fredde conosciute come nane-M sono emerse negli ultimi dieci anni come ospiti potenziali per i pianeti portatori di vita.
"Dobbiamo includere le nane-M", dice Drake. "Hanno pianeti, e li hanno in luoghi dove la temperatura è adatta per la vita." Sono anche il tipo più comune di stelle nella galassia.
Il valore di fp - la frazione di stelle con pianeti - era completamente sconosciuto nel 1961. "Non c'erano dati allora. Non era stato scoperto alcun pianeta al di fuori del nostro sistema solare", afferma Steve Dick, astrobiologa presso la Biblioteca del Congresso ed ex capo storico della NASA. "Questo incontro a Green Bank è stata la prima riunione del suo genere. Era una cosa molto audace da fare."
Ora, dopo molte migliaia di ore passate a scrutare i cieli alla ricerca di pianeti al di fuori del sistema solare, e solo due decenni dopo che sono stati trovati i primi pianeti extrasolari, sappiamo che praticamente ogni stella ha pianeti. In altre parole, il valore di fp è vicino a uno. Ma quanti di questi pianeti sono adatti per la vita?
La ricerca di esopianeti si sta avvicinando a determinare la frequenza dei pianeti simili alla Terra. Una recente stima, sulla base dei dati prodotti da Kepler della NASA, suggerisce che circa il 20% di stelle come il Sole hanno almeno un pianeta delle dimensioni della Terra, un pianeta abitabile. Ma la zona abitabile è scivolosa e difficile da definire, ed è troppo presto per dire se i pianeti simili alla Terra sono comuni come noi sospettiamo.
L'equazione di Drake originariamente definiva il termine n e il numero di pianeti in un sistema in grado di sostenere la vita. Ma Drake ha modificato la definizione di n e per usare le parole "oggetti" o "corpi" piuttosto che "pianeti". Gli scienziati pensano che i "corpi" del nostro sistema solare più adatti per la (potenziale) vita siano tre (Venere, Terra e Marte) e tre lune: Europa satellite di Giove, con il suo profondo oceano ricoperto di ghiaccio, e due lune di Saturno, il Titano ed Encelado con i suoi geyser.
Se c'è una cosa che abbiamo imparato a conoscere della vita sulla Terra, è che gli organismi si sviluppano in luoghi sorprendenti. Nel più arido dei deserti, sepolto sotto il ghiaccio antartico, o nelle profondità estreme del mare, è difficile trovare un posto dove la vita non ha preso piede. "La vita è molto più robusta di quello che siamo abituati a pensare," afferma Steve Dick.
Ma gli scienziati non sanno ancora come la vita sia cominciata sulla Terra e se processi simili sono comuni nel cosmo. Fl, la frazione di mondi che potenzialmente sostengono la vita e dove la vita si sia effettivamente evoluta, è ancora una questione aperta.
Nei prossimi decenni, gli scienziati continueranno a scrutare più da vicino le eso-Terre nella galassia e cercaranno di segni di vita nelle eso-atmosfere, finché un giorno faranno finalmente pollice verso compilando il valore di fl.
Ma il vero punto di tutto questo calcolo, ovviamente, è quello di trovare pianeti o satelliti dove le condizioni sono mature non solo per l'evoluzione dei microbi extraterrestri, ma per l'evoluzione della vita intelligente come noi stessi, o di più.
"Se guardo indietro agli ultimi 50 anni, penso ci fosse inizialmente un certo senso, soprattutto tra gli astronomi, che una volta sviluppata la vita, sarebbe stato quasi inevitabile che diventasse intelligente", spiega Doug Vakoch del SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence) Institute di Mountain View, in California. "E come stiamo prendendo in considerazione le vicissitudini dell'evoluzione, che non è affatto ovvio".
Gli ultimi termini dell'equazione, quelli che incorniciano la più grande questione se gli esseri umani sono soli nella loro curiosità cosciente, sarà impossibile da definire fino al rilevamento di una intelligenza extraterrestre. Fino a quando sentiremo quei mormorii alieni, tutto ciò che possiamo fare è stimare il valore di N inserendo i numeri che conosciamo e fare ipotesi plausibili sui numeri che non conosciamo.
E' questo tipo di congetture che tende ad infiammare i critici dell'Equazione di Drake, chi si lamenta che l'equazione non è predittiva, è troppo aperto, e non fornisce alcuna risposta. Ma "predittiva" non è davvero quello per cui Drake l'aveva pensata.
"E' un modo per inquadrare il problema", dice l'astrofico del MIT Sara Seager, circa l'equazione. "Nella scienza, è sempre necessaria un'equazione, ma questo non è quello che si sta andando a risolvere. Aiuta appena a sezionare tutto".
Seager ha scritto la propria versione dell'equazione di Drake applicandola ad una domanda astrobiologica diversa. Utilizzando lo stesso quadro, l'equazione Seager stima quante biosfere aliene respirabili potrebbero essere rilevate con i telescopi satellitari in questo decennio.
Osservatorio di Arecibo a Puerto Rico è uno dei più grandi
radiotelescopi a singolo piatto del mondo.
Foto STEPHEN ALVAREZ, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
Il futuro: parlare ad alta voce alle Stelle
All'interno dell'equazione di Seager si trova una delle condizioni meno note dell'Equazione di Drake: In definitiva, la risposta dipende dalla capacità tecnologica della civiltà che fa la ricerca. Nella versione di Drake, tale limite si nasconde in un luogo inaspettato: l'ultima variabile, L. Questa è la più bestiale delle variabili, quello che non possiamo sapere fino a quando troviamo ET, è la durata media del tempo per il quale le civiltà aliene sono rilevabili.
Questo lasso di tempo dipende non solo dalla rumorosità della tecnologia aliena (in altre parole, quanto sia facile intercettare una civiltà), ma anche sulla sensibilità della tecnologia che stiamo usando per cercare i nostri cugini cosmici. Anche se tutte le altre variabili sono uguali, "un'altra civiltà, con una sensibilità diversa, si finisce con un diverso N", afferma Frank Drake.
Con il divenire più efficienti delle tecnologie di comunicazione, la Terra diventa silenziosa. Il pianeta sta perdendo meno segnali radio forti, rilevabili nello spazio. Per una civiltà con le nostre stesse funzionalità di rilevamento, la Terra potrebbe essere rilevabile solo per il tempo di un secolo. Ma le civiltà con rilevatori di gran lunga più potenti saranno in grado di individuare i nostri segnali molto di più; il contributo della Terra al fattore L, dal loro punto di vista, è più grande.
Tredici anni dopo la conferenza di Green Bank, Drake si è sforzato di fornire il cosmo con segni intenzionali della presenza dell'umanità e rendere la Terra più facile da trovare per i programmi SETI alieni. Ciò ha portato, nel 1974, alla creazione di un messaggio che Drake ha progettato e trasmesso dell'Osservatorio di Arecibo a Puerto Rico. Includendo informazioni sugli elementi chimici, la struttura del DNA, e l'indirizzo della Terra nella galassia. Attraversando lo spazio alla velocità della luce, il messaggio deve essere rilevabile da una civiltà con un ricevitore simile a quello di Arecibo.
Che cosa succederebbe se inviassimo ancora intenzionalmente segnali nel cosmo?
Cosa succederebbe se altre civiltà stessero già facendo lo stesso, e altruisticamente segnalassero la loro presenza nella galassia con lo scopo di aiutare le persone con una curiosità in comune?
Tali radiofari nel cosmo, i mondi rumorosi che intenzionalmente parlano alle stelle, sarebbero una manna per ricercatori SETI. E a causa del modo in cui la matematica dell'equazione di Drake lavora, quei mondi potrebbero aumentare il valore di N di molto.
"Mentre andiamo avanti con il SETI, è importante mantenere aperta la possibilità di un SETI attivo, decidendo di prendere l'iniziativa per la trasmissione", dice Vakoch. "Nei primi giorni del SETI abbiamo sempre pensato che sarebbero stati gli extraterrestri a prendere l'iniziativa."
Se dovessimo inviare un altro messaggio e fosse ricevuto, potremmo ancora non sentire quel "Ciao" alieno, tornare indietro da un mare di stelle. I primi coraggiosi, tentativi di Drake fuori dai sentieri battuti hanno contribuito ad orientare un nuovo campo di indagine, che le sue idee hanno sfidato generazioni di scienziati a guardare le stelle con la mente aperta. Dopo tutto, l'unico modo per scoprire un altro pianeta pieno di esseri curiosi che si fanno le stesse domande è di rimanere curiosi noi stessi, e cercare di trovarli.
All'interno dell'equazione di Seager si trova una delle condizioni meno note dell'Equazione di Drake: In definitiva, la risposta dipende dalla capacità tecnologica della civiltà che fa la ricerca. Nella versione di Drake, tale limite si nasconde in un luogo inaspettato: l'ultima variabile, L. Questa è la più bestiale delle variabili, quello che non possiamo sapere fino a quando troviamo ET, è la durata media del tempo per il quale le civiltà aliene sono rilevabili.
Questo lasso di tempo dipende non solo dalla rumorosità della tecnologia aliena (in altre parole, quanto sia facile intercettare una civiltà), ma anche sulla sensibilità della tecnologia che stiamo usando per cercare i nostri cugini cosmici. Anche se tutte le altre variabili sono uguali, "un'altra civiltà, con una sensibilità diversa, si finisce con un diverso N", afferma Frank Drake.
Con il divenire più efficienti delle tecnologie di comunicazione, la Terra diventa silenziosa. Il pianeta sta perdendo meno segnali radio forti, rilevabili nello spazio. Per una civiltà con le nostre stesse funzionalità di rilevamento, la Terra potrebbe essere rilevabile solo per il tempo di un secolo. Ma le civiltà con rilevatori di gran lunga più potenti saranno in grado di individuare i nostri segnali molto di più; il contributo della Terra al fattore L, dal loro punto di vista, è più grande.
Tredici anni dopo la conferenza di Green Bank, Drake si è sforzato di fornire il cosmo con segni intenzionali della presenza dell'umanità e rendere la Terra più facile da trovare per i programmi SETI alieni. Ciò ha portato, nel 1974, alla creazione di un messaggio che Drake ha progettato e trasmesso dell'Osservatorio di Arecibo a Puerto Rico. Includendo informazioni sugli elementi chimici, la struttura del DNA, e l'indirizzo della Terra nella galassia. Attraversando lo spazio alla velocità della luce, il messaggio deve essere rilevabile da una civiltà con un ricevitore simile a quello di Arecibo.
Che cosa succederebbe se inviassimo ancora intenzionalmente segnali nel cosmo?
Cosa succederebbe se altre civiltà stessero già facendo lo stesso, e altruisticamente segnalassero la loro presenza nella galassia con lo scopo di aiutare le persone con una curiosità in comune?
Tali radiofari nel cosmo, i mondi rumorosi che intenzionalmente parlano alle stelle, sarebbero una manna per ricercatori SETI. E a causa del modo in cui la matematica dell'equazione di Drake lavora, quei mondi potrebbero aumentare il valore di N di molto.
"Mentre andiamo avanti con il SETI, è importante mantenere aperta la possibilità di un SETI attivo, decidendo di prendere l'iniziativa per la trasmissione", dice Vakoch. "Nei primi giorni del SETI abbiamo sempre pensato che sarebbero stati gli extraterrestri a prendere l'iniziativa."
Se dovessimo inviare un altro messaggio e fosse ricevuto, potremmo ancora non sentire quel "Ciao" alieno, tornare indietro da un mare di stelle. I primi coraggiosi, tentativi di Drake fuori dai sentieri battuti hanno contribuito ad orientare un nuovo campo di indagine, che le sue idee hanno sfidato generazioni di scienziati a guardare le stelle con la mente aperta. Dopo tutto, l'unico modo per scoprire un altro pianeta pieno di esseri curiosi che si fanno le stesse domande è di rimanere curiosi noi stessi, e cercare di trovarli.
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