Una simulazione svela dove potremmo trovare una civiltà tecnologica – video

Uno studio basato su alcune simulazioni ha indicato dove potrebbe essere più probabile trovare una civiltà aliena

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La Via Lattea ha 13 miliardi di anni. Alcune delle stelle più antiche della nostra galassia sono nate vicino all’inizio dell’Universo stesso. Durante tutti questi eoni di tempo, sappiamo che è nata almeno una civiltà tecnologica: la nostra.

Ma se la galassia è così antica e sappiamo che può creare la vita, perché non abbiamo avuto notizie da nessun altro?

Se un’altra civiltà fosse più vecchia della nostra solo lo 0,1 per cento dell’età della galassia, sarebbe milioni di anni più più avanzata. Se noi siamo sul punto di inviare esseri umani su un altro pianeta, la Via Lattea non dovrebbe brulicare di navi e colonie aliene ormai?

Può essere. Ma è anche possibile che stiamo cercando nel posto sbagliato. Recenti simulazioni al computer di Jason T. Wright et al. suggeriscono che il posto migliore per cercare antiche civiltà spaziali potrebbe essere il nucleo della galassia, un obiettivo relativamente inesplorato nella ricerca di intelligenza extraterrestre.

Sopra: animazione che mostra la progressione degli insediamenti nella galassia. I punti bianchi sono stelle instabili, le sfere magenta sono stelle fisse e i cubi bianchi rappresentano una nave colonia in transito. La struttura a spirale formata è dovuta al taglio galattico mentre l’onda di insediamento si espande. Una volta raggiunto il centro della Galassia, il tasso di colonizzazione aumenta notevolmente.  (Credito: Wright et al.)

Colonizzazione progressiva

I vecchi modelli matematici per la colonizzazione spaziale cercavano di determinare il tempo necessario affinché una civiltà si diffonda in tutta la Via Lattea. Date le dimensioni della Via Lattea, la colonizzazione galattica su larga scala potrebbe richiedere più tempo dell’età della galassia stessa.

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Tuttavia, una caratteristica unica di questa nuova simulazione è la sua spiegazione del movimento delle stelle della galassia. La Via Lattea non è statica, come ipotizzato nei modelli precedenti, piuttosto è una massa vorticosa in movimento.

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Navi o sonde di colonizzazione si sposterebbero tra le stelle mentre sono esse stesse in movimento. La nuova simulazione rivela che il movimento stellare favorirebbe la colonizzazione contribuendo alla diffusione di una civiltà.

La simulazione si basa sulle ricerche precedenti di Jonathan Carroll-Nellenback et al. che proponevano che un’ipotetica civiltà potesse diffondersi a velocità inferiori alla luce attraverso una galassia in movimento. La simulazione assume una civiltà che utilizza navi che viaggiano a velocità paragonabili a quelle delle nostre navicelle spaziali (circa 30 km/s).

Quando una nave arriva in un mondo virtuale abitabile nella simulazione, il mondo è considerato una colonia e può essa stessa lanciare un’altra nave ogni 100.000 anni se un altro mondo disabitato è nel raggio d’azione.

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Nell simulazione l’autonomia dei veicoli spaziale è di 10 anni luce con una durata massima del viaggio di 300.000 anni. La tecnologia di una colonia era destinata a durare 100 milioni di anni prima di estinguersi con l’opportunità di essere reinsediata nel caso in cui un’altra colonia dovesse entrare nel raggio d’azione del movimento galattico.

I risultati sono drammatici. La rotazione della galassia genera un’onda o “fronte” di colonizzazione. Una volta che il fronte raggiunge il nucleo galattico, la densità del nucleo catalizza un rapido aumento del tasso di colonizzazione.

Anche con limiti molto conservativi posti alla velocità delle navicelle spaziali, la maggior parte della galassia potrebbe essere colonizzata in meno di un miliardo di anni, una frazione della sua età totale.

Linea di visuale

I risultati della simulazione confermano le proposte passate di  Vishal Gajjar et al. che suggerivano di cercare la presenza della vita nel centro galattico. Non solo è possibile colonizzare rapidamente il centro della galassia, ma anche scansionare in modo efficiente la tecnologia.

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Abbiamo una linea di vista diretta verso il centro della galassia che è la regione dello spazio con maggiore densità stellare rispetto a noi. E poiché la galassia si è formata dall’interno verso l’esterno, il centro è pieno di pianeti più vecchi del nostro dove la vita potrebbe esistere da più tempo.

Il centro funge anche da luogo logico in cui “parlare” da e verso – un punto focale centrale della galassia. Se volessi inviare un segnale al resto della galassia, potresti farlo dal centro per coprire il disco della Via Lattea. Allo stesso modo, se volessi trovare un segnale, potresti guardare allo stesso centro.

Gajar et alipotizzano anche che una civiltà avanzata possa essere in grado di attingere all’energia del buco nero supermassiccio centrale della Via Lattea  per alimentare un segnale luminoso a livello di galassia.

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Allora perché è tutto così tranquillo?

Tuttavia, niente di tutto ciò risponde alla domanda precedente: dove sono? In effetti, la velocità con cui la galassia potrebbe essere colonizzata rende complicato capire il motivo per cui non abbiamo avuto notizie da nessuno.

Inoltre, Caroll-Nellenback et al. notano che durante la colonizzazione, una civiltà avanzata potrebbe sviluppare nuove tecnologie di propulsione accorciando il tempo necessario per la diffusione. Eppure, le scansioni radio preliminari del nucleo galattico non hanno rivelato alcun segnale.

Forse il silenzio stesso è una risposta. La galassia è così vecchia con così tanto tempo a disposizione per la diffusione della vita che alcuni credono che il silenzio significhi che non c’è alcuna speranza di incontrare qualcuno.

Ma non è detto.

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La simulazione mostra che è possibile che alcune parti della galassia non siano mai state raggiunte nonostante eoni di tempo. È una questione di efficienza. Ricorda, l’idea è di mandare navi per insediare una colonia sulle distanze più brevi possibili.

Col passare del tempo, alcune colonie si estinguono e si perdono forse per l’esaurimento delle risorse o per eventi catastrofici. Piuttosto che estendersi più lontano nello spazio, le colonie potrebbero scegliere di rioccupare una colonia morta posta a distanza ravvicinata.

Grappoli di colonie abitate sono circondate da pianeti disabitati che non sono stati mai colonizzati. Si ottiene uno “stato stazionario” in cui le regioni dei mondi abitabili della Via Lattea sono semplicemente troppo inefficienti per essere colonizzate.

Ci sono anche altre possibilità per spiegare il silenzio. Forse le civiltà longeve sono governate da una sorta di sostenibilità e crescono più lentamente del previsto. Se ci fossero più civiltà colonizzatrici, potrebbero essere in competizione per le risorse o preferiscono tenersi a distanza l’una dall’altra.

Forse le civiltà preferiscono non interferire con pianeti abitati come il nostro (come per la Prima Direttiva in Star Trek) o sono caute delle potenziali incompatibilità biologiche affrontate su altri mondi. Tutte queste possibilità possono spiegare perché dobbiamo ancora incontrare qualcuno… a meno che non lo abbiamo già fatto…

Un passato sepolto

Carroll-Nellenback et al. propongono di considerare un “orizzonte temporale” – un punto nella storia oltre il quale la Terra non conserverebbe più le prove di una precedente colonizzazione. Diciamo, per esempio, che una civiltà aliena galattica sia sbarcata sulla Terra miliardi di anni fa, sia vissuta migliaia di anni e poi si è estinta.

Dopo tutto questo tempo, praticamente non sarebbe rimasta alcuna prova della loro presenza. Quindi “noi” non abbiamo incontrato una civiltà aliena, ma è possibile che la Terra stessa lo abbia fatto.

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La simulazione mostra che, data la nostra posizione nella galassia, c’è una probabilità dell’89% che possa passare almeno un milione di anni senza visite di navi interstellari, tempo potenzialmente sufficiente per cancellare i segni della precedente colonizzazione.

Il punto è che tra la completa colonizzazione della galassia, o l’essere completamente vuota, la simulazione dimostra che ci possono essere vie di mezzo, risposte valide al silenzio che lasciano comunque spazio alla vita tecnologica extraterrestre anche senza contatto.

vita globulare?

Mentre il centro della galassia è un regno futuro ideale per la ricerca SETI, ci sono altre regioni della galassia che imitano le stesse condizioni favorevoli del centro: gli ammassi globulari.

Gli ammassi globulari (GC) sono antiche congregazioni di stelle che orbitano attorno al centro della galassia a distanze di decine di migliaia di anni luce. Reliquie di un periodo di intensa formazione stellare catalizzata dalle fusioni di galassie e ci sono circa 150 GC noti nella Via Lattea che vanno dai 10 ai 13 miliardi di anni.

I GC sono incredibilmente densi con stelle molto più vicine tra loro in media rispetto a quelle che si trovano nel disco della Via Lattea. Quando si considerano i viaggi o le comunicazioni interstellari, in genere si parla di millenni.

Tuttavia, una civiltà all’interno di un GC sperimenterebbe un tempo di viaggio tra le stelle dell’ordine di pochi anni con tempi di comunicazione di mesi o addirittura settimane. Il problema è che le densità dei GC possono avere un impatto negativo sulla formazione dei pianeti e sulla loro stabilità orbitale.

R. Di Stefano e A. Ray  calcolano quella che chiamano “zona abitabile GC“. Generalmente usiamo il termine “zona abitabile” per descrivere la distanza di cui un pianeta ha bisogno per orbitare attorno a una stella mantenendo temperature idonee per avere acqua liquida in superficie.

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La Terra risiede nella zona abitabile del Sole. Piuttosto che un raggio bidimensionale come l’orbita di un pianeta, una zona abitabile GC è un guscio tridimensionale che orbita attorno al centro dell’ammasso stesso.

La parte interna dello spessore del guscio inizia dove la densità GC scende al punto in cui i sistemi solari possono sopravvivere all’interferenza gravitazionale delle stelle vicine. La gravità di una stella vicina potrebbe separare gli anelli di polvere planetaria interrompendo la creazione di pianeti. Un’altra stella che passa vicino a un sistema potrebbe anche espellere un pianeta dalla sua stella madre.

Il bordo esterno dello spessore del guscio è definito da dove la densità diventa così bassa che la distanza media tra le stelle è maggiore di 10.000 AU (unità astronomiche, che rappresentano la distanza della Terra dal Sole a circa 150.000 km). 10.000 AU equivalgono a circa 2 mesi luce.

Dopo questo punto, i vantaggi di essere nell’ammasso, ovvero i brevi tempi di viaggio e di comunicazione con le stelle vicine, diminuiscono. La zona racchiusa dal guscio è ciò che Di Stefano e Ray chiamano il “punto debole” per la colonizzazione GC: sistemi stellari che sono vicini tra loro facilitando viaggi/comunicazioni veloci ma non così vicini danneggiarsi per le interazioni gravitazionali

Vogliamo che il punto debole del GC comprenda principalmente stelle di massa inferiore che vivono più a lungo. Per fortuna, le stelle di piccola massa hanno anche le zone abitabili solari di raggio più piccolo. Più un pianeta è vicino all’orbita della sua stella madre, meno è probabile che venga strappato via da un’altra stella.

I GC sperimentano anche un fenomeno chiamato “segregazione di massa” in cui le stelle più massicce – e quindi le meno favorevoli all’abitabilità nell’ammasso – si trovano attratte gravitazionalmente verso il centro. Questa segregazione quindi ordina naturalmente il cluster dai sistemi meno selezionati a quelli migliori, dal centro alla periferia.

I risultati sono favorevoli. In un ipotetico GC che si avvicina a 100.000 masse solari, il punto debole comprende il 40% delle stelle G (nane gialle come il nostro Sole) e il 15% delle stelle K e M (nane arancioni e rosse) nell’ammasso. Sono un sacco di stelle.

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C’è anche la possibilità che i pianeti che sono stati espulsi dai sistemi possano ancora ospitare una civiltà a causa dell’energia ambientale combinata che il pianeta riceve da tutte le stelle dell’ammasso, specialmente se la civiltà ha una tecnologia avanzata di cattura dell’energia solare. Un mondo fluttuante di alieni spaziali.

Tirando fuori dei numeri, Di Stefano e Ray suggeriscono che anche se solo il 10% delle stelle GC ha pianeti abitabili, l’1% di queste supporta la vita intelligente e l’1% ospita una civiltà comunicante, almeno una civiltà comunicante potrebbe esistere in ogni GC nella Via Lattea.

Variabili simili assegnate alla stessa Via Lattea – con una densità stellare molto più bassa – porterebbero a… una civiltà comunicante (probabilmente noi). Modificare le percentuali in modo leggermente meno conservativo significherebbe che potrebbero esistere più civiltà nel disco diffuso, ma sarebbero separate da enormi distanze fino a 300 anni luce.

Se ti trovassi in un GC, potresti provare a comunicare con il disco distante della Via Lattea. Sfortunatamente, non abbiamo ancora trovato alcuna prova diretta che esistano pianeti anche nei GC.

Le nostre tecniche per trovare pianeti extrasolari sono compromesse dalla distanza e dalla densità dei GC. Ma ciò non esclude la possibilità. Se una civiltà esistesse in un GC, con un rapido accesso a migliaia di stelle, Di Stefano e Ray affermano che la civiltà sarebbe essenzialmente “immortale“.

Abbiamo effettivamente inviato un messaggio a un GC: il bellissimo ammasso globulare M13 Hercules. Situato nella costellazione di Ercole, l’ammasso dista 22.000 anni luce, 145 anni luce di diametro ed è composto da circa 100.000 stelle.

Nel 1974 fu inviato un messaggio a M13 dal radiotelescopio di Arecibo. Il messaggio conteneva i numeri da 1 a 10, composti chimici del DNA, una figura grafica di un essere umano, una grafica del sistema solare e una grafica del radiotelescopio stesso. Il tempo totale di trasmissione è stato di 3 minuti. Passeranno ancora aalcune migliaia di anni prima che il messaggio arrivi a destinazione.

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Probabilmente il messaggio, che era a bassa risoluzione, non sarà distinguibile dal rumore di fondo quando arriverà a M13. Ma forse un giorno entreremo in contatto con una civiltà che abbraccia la galassia. O forse NOI diventeremo una civiltà che abbraccia la galassia.

Per questa avventura, aspettiamo con impazienza l’imminente adattamento cinematografico della serie della Fondazione Asimov.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Universe Today. Leggi l’articolo originale.

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