Ci sono tanti problemi nel mondo, perché preoccuparci di esplorare l’Universo?

Per quanto belle e illuminanti siano le recenti immagini del telescopio spaziale James Webb , l'astronomia e l'astrofisica non impediranno ai mari di alzarsi. Perché, quindi, dovremmo spendere miliardi di dollari per studiare l'universo quando abbiamo molti problemi da risolvere qui sulla Terra?

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Non è un segreto che ci siano una serie apparentemente infinita di problemi da affrontare nel mondo. Non bisogna cercare molto per trovare persone che soffrono di ogni tipo di malattia: dalla malattia all’ingiustizia, dalla guerra alla carestia, dalla povertà all’inquinamento.

Ci sono alcuni grandi problemi che l’umanità deve affrontare nel 21° secolo e richiederanno tutti un enorme investimento delle nostre risorse collettive per risolverli. Dai cambiamenti climatici alle pandemie globali alle crisi energetiche e idriche e altro ancora, nessuno di questi problemi si risolverà da solo. Se devono essere risolti, dipenderà dalle azioni collettive dell’umanità.

Quindi, che senso ha la ricerca scientifica non direttamente collegata a queste crisi? Per quanto belle e illuminanti siano le recenti immagini del telescopio spaziale James Webb , l’astronomia e l’astrofisica non impediranno ai mari di alzarsi. Perché, quindi, dovremmo spendere miliardi di dollari per studiare l’universo quando abbiamo molti problemi da risolvere qui sulla Terra?

È una domanda che è stata posta molte volte nel tempo, ecco però cosa si dovrebbe sapere a tal proposito.

Quando studiamo l’Universo ponendogli domande su se stesso in modo scientifico, e poi ascoltando qualunque risposta fornisce alle nostre varie domande sperimentali e osservative, ci stiamo impegnando in quella che è nota come “ricerca di base“. Per la maggior parte di coloro che lo fanno, la motivazione per impegnarsi in questo tipo di ricerca fondamentale è tutt’altro che pratica; lo fanno per curiosità di ciò che non è ancora noto e l’unico modo per scoprire cosa c’è oltre le frontiere conosciute è indagare l’Universo in modo scientifico.

Se l’appagamento delle nostre curiosità fosse l’unico bottino di queste attività, potrebbe essere facile argomentare che si tratta di un frivolo spreco di risorse in un’impresa che non ha applicazione pratica ai problemi sostanziali che dobbiamo affrontare nella società. Acquisire semplicemente la conoscenza fine a se stessa, anche se potrebbe essere un modo intellettualmente nobile di trascorrere il proprio tempo, non aiuterà l’umanità né a breve né a lungo termine.

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Utilizzando una varietà di metodi, gli scienziati hanno imparato ad estrapolare la concentrazione atmosferica di CO2 durante la storia della Terra. I livelli attuali non hanno precedenti nella storia recente della Terra. Sebbene questo sia un problema molto reale con cui l’umanità deve fare i conti, la diminuzione dei finanziamenti alla scienza fondamentale ostacola semplicemente la nostra specie in un modo diverso, senza necessariamente affrontare il problema in questione. ( Credito : NASA/NOAA)

Ma diamo un’occhiata più da vicino alla ricerca di base e vediamo se davvero non aiuta l’umanità in modi straordinari.

Uno degli esperimenti più criticati al mondo oggi è il Large Hadron Collider (LHC) al CERN. La costruzione è costata all’umanità oltre dieci miliardi di dollari e ha costi energetici che aumentano sempre più per mantenerlo operativo. Ha trovato il bosone di Higgs e nient’altro che non fosse stato scoperto prima, anche se ha misurato quelle particelle precedentemente scoperte in abbondanze mai viste prima, configurazioni composite e con una precisione maggiore che mai.

Ma anche se l’LHC non dovesse mai fare un’altra scoperta, sarebbe falso affermare che non ha già beneficiato enormemente l’umanità. Dalla tecnologia dei rivelatori agli elettromagneti ad alto campo controllati con precisione ai progressi nella gestione dei dati e nel throughput fino alla condivisione delle informazioni, un numero enorme di sforzi molto pratici avanza ogni volta che spingiamo le frontiere della fisica delle particelle. Lo stesso World Wide Web è stato inventato al CERN per aiutare ad affrontare alcune di queste preoccupazioni più di 30 anni fa. I progressi tecnologici che stiamo facendo oggi – gli stessi progressi che consentono i moderni esperimenti dell’LHC – pagheranno senza dubbio dividendi pratici negli anni e nei decenni a venire.

Nel regno del volo spaziale, molti operatori contro la povertà sono stati tra i maggiori critici del programma Apollo. “Con così tanta sofferenza sulla Terra“, è la domanda che viene posta più di frequente, “perché dovremmo investire nell’andare sulla Luna: qualcosa senza alcun beneficio pratico immediato per i più bisognosi sul nostro pianeta?

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La domanda aveva un nocciolo di verità. C’erano e ci sono ancora problemi qui sulla Terra – guerra, fame, disuguaglianza, ingiustizia, inquinamento, ecc che andare sulla Luna non avrebbe affrontato e non ha affrontato affatto. Anche se potrebbe essere interessante da un punto di vista scientifico inviare esseri umani sulla Luna, indagare sulla superficie lunare, installare lì apparecchiature scientificamente preziose, condurre esperimenti e riportare campioni sulla Terra, non è che il programma Apollo ci abbia aiutato a risolvere problemi qui sulla Terra.

Eppure, il programma Apollo ha portato a un numero enorme di utili tecnologie il cui vantaggio economico (quello che gli investitori chiamano ROI: ritorno sull’investimento) ha superato di gran lunga l’importo cumulativo speso per esso. Quando parli alle persone delle tecnologie spin-off del programma Apollo, di solito si indicano il teflon e la penna spaziale, ma un numero enorme di tecnologie quotidiane che hanno migliorato le nostre vite sono il lascito diretto di quell’investimento. Non avremmo potuto prevederli in anticipo, ma ecco un elenco solo parziale della tecnologia derivata dal programma Apollo:

  • cibi liofilizzati,
  • tute di raffreddamento (dai piloti di auto da corsa ai malati),
  • riciclo dei fluidi corporei (miglioramento della dialisi renale),
  • migliore isolamento in schiuma (impedisce il congelamento delle tubazioni),
  • tessuti ignifughi (attrezzatura antincendio rivoluzionata),
  • miglioramento della depurazione dell’acqua,
  • isolamento in lamina metallizzata (per l’efficienza del riscaldamento/raffreddamento domestico),
  • monitoraggio dei gas pericolosi,
  • cupole/tetti per gli stadi,
  • sisma simulato e miglioramenti delle prove di stress,
  • pannelli solari,
  • il defibrillatore impiantabile automatico,

oltre a moltissimi altri.

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Certo, non c’è mai una garanzia che ciò che troveremo sarà utile lungo la strada, ed è spesso impossibile prevedere che tipo di applicazioni pratiche sorgeranno ogni volta che osserveremo l’Universo in modi mai visti prima. Ma spesso, è lì che stanno aspettando i progressi più grandi di tutti.

Un moderno scanner MRI clinico ad alto campo. Le macchine per la risonanza magnetica sono il più grande uso medico o scientifico dell’elio oggi e fanno uso di transizioni quantistiche nelle particelle subatomiche: i nuclei che si trovano all’interno degli atomi. Questa applicazione della tecnologia atomica era praticamente inimmaginabile nelle prime fasi della ricerca di fisica nucleare. ( Credito : Ptrump16/Wikimedia Commons)

Quando abbiamo scoperto l’elettromagnetismo, non avevamo modo di sapere che avrebbe portato alla radio, alla televisione e all’intera industria delle telecomunicazioni. Quando abbiamo scoperto la meccanica quantistica, non avevamo idea che avrebbe portato al transistor, al computer elettronico e a tutta l’elettronica moderna. Quando abbiamo scoperto la fisica nucleare, non avremmo potuto immaginare che avrebbe portato a terapie mediche antitumorali e strumenti diagnostici come le macchine per la risonanza magnetica (RMN). Senza dubbio, sebbene possa essere difficile prevedere quali saranno, investire nella ricerca di base alle frontiere della scienza è destinato a ripagare, in futuro, in modi oggi praticamente inimmaginabili.

Eppure, c’è un’altra ragione, completamente estranea a qualunque beneficio tecnologico a valle possa derivare dall’investimento nella scienza, per cui dovremmo perseguire tali fini: tutta la società trae vantaggio quando siamo collettivamente ispirati. Non possiamo spendere tutto il nostro tempo e le nostre risorse pensando esclusivamente a preoccupazioni mondane e terrestri, poiché gli eventi sulla Terra spesso ci dividono e ci mettono gli uni contro gli altri. Uno sguardo alle profondità dello spazio ci ricorda sempre la stessa grande verità: c’è un Universo straordinario e vasto là fuori, e in tutto questo, la Terra è l’unico posto che abbiamo mai trovato amichevole con forme di vita come noi.

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Ma c’è un’altra verità che arriva a un aspetto diverso del problema – un aspetto implicito ma mai dichiarato – che è importante discutere: se smettessimo di finanziare la ricerca di base e invece dedicassimo quelle risorse ai problemi immediati che riteniamo “più importanti“, quei miseri investimenti scientifici, anche se reindirizzati, sarebbero tristemente insufficienti per risolvere i problemi in corso.

Il cambiamento climatico è un problema multimiliardario che richiede un’azione collettiva su scala globale per essere risolto. La fame nel mondo, la povertà, la disuguaglianza e la prevenzione delle pandemie richiedono tutti investimenti aggiuntivi e, ancora, un coordinamento globale, che arriva a centinaia di miliardi di dollari per essere affrontati adeguatamente. La fusione nucleare, un’impresa scientifica che, se realizzata in modo scalabile e ampiamente distribuibile, risolverebbe le crisi energetiche e climatiche in un colpo solo, riceve meno finanziamenti, annualmente, rispetto ai sussidi alle arachidi negli Stati Uniti.

Il plasma al centro di questo reattore a fusione è così caldo che non emette luce; è solo il plasma più freddo situato alle pareti che può essere visto. Si possono vedere accenni di interazione magnetica tra il plasma caldo e quello freddo. I plasmi confinati magneticamente si sono avvicinati, di tutti gli approcci, al raggiungimento del punto di pareggio, ma la scienza della fusione nel suo insieme rimane gravemente sottofinanziata e, di conseguenza, è diventata un campo pieno di ciarlatani e frodi. ( Credito : Istituto nazionale di ricerca sulla fusione, Corea)

La realtà è che ci sono molti, molti sforzi meritevoli su cui investire per aumentare il bene collettivo per l’umanità nel mondo, sia a breve che a lungo termine. Ci sono molte aree di possibile investimento ma l’idea che sarebbe vantaggioso per l’umanità investire meno nella ricerca di base, il motore di tutta l’innovazione futura e uno dei pochi investimenti sociali che storicamente ha sempre prodotto rendimenti maggiori degli importi investiti è un’idea infondata con una montagna di prove contrarie.

Eppure, il motivo principale per continuare a esplorare l’Universo non è perché è redditizio, né perché è benefico, né perché è fonte di ispirazione, anche se in realtà è tutte e tre queste cose. Il motivo per cui esploriamo l’Universo è perché è lì e perché possiamo, e la nostra ricerca di conoscenza oltre le frontiere attuali è ciò che ci costringe a portare avanti lo sforzo collettivo della civiltà umana. In un certo senso, non siamo altro che scimmie specializzate: capaci di alterare il mondo in modi profondi, ma non ancora abbastanza sagge da smettere di depredare le stesse risorse di cui abbiamo bisogno per garantire un futuro in cui l’umanità possa prosperare in modo sostenibile.

Prescrivere cure per tutti i problemi che affliggono la nostra specie e il nostro pianeta va ben oltre lo scopo di questo articolo, ma una cosa è certa: se smetteremo di investire nella ricerca di base che ci porta oltre le frontiere conosciute, non raggiungeremo mai gli obiettivi elevati che rappresentano i sogni comuni dei nostri antenati, contemporanei e discendenti.