Siamo soli nell'universo? Andiamo a scoprirlo!

"Perché esiste la vita?”, "Esiste un qualche Dio?” o “Perché in America mettono l’ananas sulla pizza?” sono domande che l’uomo si pone dagli albori dei tempi. Tra queste non possiamo che annoverare la sempreverde "Siamo da soli nell'universo?”.

Una domanda da un milione di dollari, anzi dieci miliardi per l’esattezza.

No Billy, nessuno ti darà un centesimo se risponderai a questa domanda, quello riportato è il costo ipotetico del progetto Breakthrough Starshot, una delle imprese scientifiche ed ingegneristiche più ardue mai concepite dall’uomo (attenzione: questa frase serve solo ad enfatizzare).

Di cosa si tratta?

Breakthrough Starshot è un programma di ricerca il cui fine ultimo è quello di creare una tecnologia ultraleggera che permetta di raggiungere, nel giro di una generazione (una ventina di anni), il sistema stellare Alpha Centauri, il nostro vicino più prossimo. Tra i fondatori spiccano nomi come Hawking e Zuckerberg.

Dove sta la difficoltà?

Semplice: la distanza. Questo simpatico sistema stellare si trova infatti solo a 41mila miliardi di chilometri di distanza dalla Terra, che in unità astronomiche possiamo scriverli come 4,37 anni luce. Sembra poco per delle “navicelle spaziali”, ma non è affatto così: Voyager 1, lanciata nel 1977 (quindi praticamente 20 anni fa, per fare un paragone), ha percorso solo 18 ore luce! Cominci ad afferrare che il problema non è da poco.

Come si risolve il problema?

Come ti accennavo prima, l’obiettivo è quello di costruire delle sonde miniaturizzate (si parla della grandezza di un chip) e dal peso di pochi grammi. Queste piccole navicelle, una volta rilasciate da una navicella madre, dispiegherebbero al “vento" una speciale vela di qualche metro quadrato e spessa pochissimi strati atomici. Un vento molto particolare, che si merita in toto quelle virgolette. 

Pressione di radiazione

Se dovessi spiegare in pochissime parole come si muovono le barche a vela, direi che tutto si basa sulla pressione esercitata dal vento sulla tela: le molecole che compongono l’aria urtano contro il tessuto della vela cedendo la propria energia cinetica e accelerando la barca.

Dato che creare una ventola che spinga l’aria contro le vele ad una distanza di un miliardo di chilometri dalla Terra non è un’idea particolarmente brillante, poichè probabilmente non riusciremmo ad oltrepassare neanche la nostra atmosfera, dobbiamo utilizzare una spinta diversa.

In soccorso ci viene la sempiterna luce.

Questa bestiola che, come saprai se ci hai seguito in passato (LINK), una volta si comporta come un’onda e una volta come una particella, è la chiave per sospingere le nostre nano-sonde nello spazio infinito (che poi è da vedere se sia davvero infinito, ma questa è un’altra storia ).

Nel 1871 James Clerk Maxwell, un tipino che ha riscritto le leggi dell’elettromagnetismo con un’eleganza e un intuito che ci fanno sembrare stupidi parassiti sulla Terra, teorizza che la radiazione elettromagnetica esercita sulle pareti esposte ad essa una pressione. Alla luce della visione corpuscolare della luce, ovvero quella che la vede composta da tanti piccoli corpuscoli (i fotoni), questa deduzione ci sembra quasi logica: se i fotoni si comportano come le molecole dell’acqua, l’urto con la vela dovrebbe mettere in movimento la sonda. Quello che in realtà succede è leggermente differente, in quanto i fotoni non urtano: nel processo di interazione con i materiali della tela però devono conservare la quantità di moto (che è una misura della loro velocità, quindi della loro energia in questo caso), come in qualsiasi processo fisico [note]La conservazione della quantità di moto è un assioma della fisica.[/note]. In questo modo sparando un laser contro le vele delle nostre sonde abbiamo la possibilità di accelerarle a distanza, enorme distanza.

Le difficoltà tecniche e tecnologiche

Ricapitolando, l’obbiettivo è quello di inviare delle sonde piccole come dei chip nello spazio, sparargli contro un laser ed accelerarle fino alla velocità di 50mila chilometri al secondo, circa il 20% della velocità della luce.

Mentre la miniaturizzazione delle sonde non sarebbe così futuristica come sembra, lo scoglio maggiore rimane la fonte laser, che dovrebbe raggiungere la potenza indicativa di 100 giga watt: per fare un paragone, l’energia necessaria al lancio di uno Space Shuttle e dieci volte quella generata da una centrale nucleare [note]Fonte: Wired[/note].

L’altro grande problema rimane quello dei fondi: i primi 100 milioni di dollari sono stati donati dal miliardario russo Milner, ma il tetto della missione rimane molto (moltissimo) lontano. Ci saranno altri investitori così temerari?

Where is everybody?

Si domandava Enrico Fermi: che sia questo il progetto per rispondere a questo dubbio esistenziale? Riusciremo finalmente a captare informazioni sulla presenza una vita diversa dalla nostra? 

Negli ultimi anni gli astronomi e la missione Kepler hanno scoperto migliaia di pianeti oltre il nostro sistema solare, di cui molti sembrano simili alla terra, sembrano “abitabili”. Solo nella nostra galassia si stimano miliardi di pianeti che soddisfano il requisito fondamentale di acqua allo stato liquido[note]Parafrasando la descrizione del sito ufficiale.[/note]: forse siamo davvero pronti a rispondere alla fatidica domanda.

Concludo questo articolo con un estratto di un discorso di Hawking, pronunciato proprio nella conferenza di presentazione del progetto:

Cosa rende unici gli esseri umani? Penso che sia il fatto che possiamo trascendere i nostri limiti. Oggi ci stiamo impegnando a compiere il prossimo grande salto nel cosmo, perché siamo esseri umani e la nostra natura è quella di volare.