Lo spazio a 8 dimensioni che deve essere ricercato per la vita aliena

Foto di Brett Richie | Spruzza

Il paradosso di Fermi è il contrasto tra la probabilità che la vita esista altrove nell'universo e la mancanza di prove a sostegno di essa.

Questo è un enigma significativo. Da un lato, c'è la forte sensazione che le condizioni sulla Terra che hanno portato all'emergere della vita non possano essere uniche. Questo fa sembrare probabile che la vita debba essere comune.

Ma dall'altro, gli astronomi hanno perlustrato il pagliaio cosmico alla ricerca dell'ago che rappresenterebbe segni di vita intelligente in altre parti dell'universo e non hanno trovato nulla. Di conseguenza, molti osservatori hanno concluso che non ci sono segni evidenti.

Altri non sono d'accordo. Già nel 2010, l'astronomo Jill Tarter e colleghi sostenevano che i radiofari alieni potevano essere ovvi e comuni nella nostra galassia, ma che gli astronomi non lo avrebbero saputo perché le loro ricerche erano state incomplete.

Queste ricerche, hanno detto Tarter e compagni, sono come cercare in un bicchiere di acqua di mare la prova della presenza di pesci in tutti gli oceani della Terra.

Questa è una metafora colorata, ma dato il notevole sforzo profuso nella ricerca dell'intelligenza extraterrestre (SETI), quanto è accurata?

Oggi riceviamo una risposta grazie al lavoro di Jason Wright e colleghi della Pennsylvania State University. Questi ragazzi hanno caratterizzato lo spazio dei parametri di cui gli astronomi hanno bisogno per cercare segni di vita aliena. Dicono che questo spazio sia così vasto che le ricerche di SETI finora hanno fatto poco più che graffiare la superficie.

Il metodo di Wright e compagni è semplice. Iniziano creando un modello matematico dello spazio di ricerca che gli astronomi hanno bisogno di esplorare e quindi calcolano quale frazione è stata studiata finora.

Sviluppiamo la metafora del 'pagliaio cosmico' multidimensionale... in un modello quantitativo a otto dimensioni ed eseguiamo un integrale analitico per calcolare la frazione di questo pagliaio che diversi grandi programmi radiofonici SETI hanno esaminato collettivamente, dicono.

Questo spazio parametrico è vasto. Le dimensioni rilevanti includono le tre dimensioni dello spazio, la gamma di frequenza dei segnali potenziali, la loro frequenza di ripetizione, polarizzazione e modulazione, la larghezza di banda di trasmissione e la sensibilità delle ricerche a questa potenza trasmessa.

Il volume dello spazio tridimensionale che può essere ricercato è il volume dell'universo centrato sul nostro sistema solare a una distanza specifica. Wright e colleghi lo definiscono come 10 kiloparsec, circa 30.000 anni luce, o all'incirca la distanza dagli ammassi globulari che orbitano attorno alla galassia della Via Lattea.

La maggior parte dei radiotelescopi è in grado di osservare i segnali in entrambe le polarizzazioni contemporaneamente, ma questo non è sempre stato vero in passato. Quindi questa è una dimensione che limita l'esplorazione dello spazio dei parametri.

Altre dimensioni sono complesse da caratterizzare. La frequenza di ripetizione del segnale, ad esempio, è difficile da gestire nel modello. I segnali continui sono facili da gestire, ma i segnali che si ripetono raramente sono difficili. Un esempio rilevante è il famoso Wow! segnale registrato nel 1977 al radiotelescopio Big Ear della Ohio State University. Si chiama così perché i ricercatori hanno annotato i dati scrivendo Wow! ai margini.

Ma nonostante i vari tentativi, questo segnale non è mai più stato osservato. Ciò può essere dovuto al fatto che è del tutto spurio, ma potrebbe essere perché il tasso di ripetizione è così basso.

Definire le dimensioni di questo pagliaio cosmico è poi il compito di sommare tutti questi spazi insieme. Come hanno detto Wright e colleghi: il volume del pagliaio è quindi un volume definito integrale in questo spazio 8D e la frazione cercata può essere calcolata data la funzione di sensibilità per un dato rilievo.

Il risultato è uno spazio dalle proporzioni davvero gigantesche. Ciò porta a un volume totale del pagliaio 8D di 6,4 × 10116 m5Hz2 s/W, affermano Wright e co.

Ma quanto di questo hanno esplorato gli astronomi? Wright e colleghi affermano che le ricerche fino ad oggi hanno coperto solo 5,8 x 10-18 di questo volume.

Questa è una piccola frazione. Per mettere questo nel contesto del confronto originale di Tarter et al., il volume totale degli oceani della Terra è 1,335 x 1021 litri. Quindi la ricerca totale fino ad oggi equivale a cercare 7.700 litri di acqua di mare. Dato che un metro cubo è 1.000 litri, è più o meno la dimensione di una grande vasca idromassaggio.

È significativamente più grande della stima di Tarter et al. di un bicchiere, ma è ancora piccolo nel più ampio schema delle cose. Anche la nostra stima più ampia sottolinea quanto poca ricerca sia effettivamente avvenuta, affermano Wright e co.

È un lavoro interessante perché contestualizza le ricerche di intelligenza extraterrestre. L'immagine di Wright e compagni non suggerisce che SETI abbia fallito, ma che sia appena iniziato.

Chiaramente, c'è ancora molto da fare, anche se il compito sembra più scoraggiante che mai. Come hanno detto Wright e compagni: si spera che il Cosmic Haystack sia ricco di aghi.

Rif: arxiv.org/abs/1809.07252 : Quanto SETI è stato fatto? Trovare gli aghi nel pagliaio cosmico n-dimensionale

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