Niente è impossibile

Cosimo Bambi

• Editore: Il Saggiatore
• Anno: 2020
• Print ISBN: 9788842826941
• eBook ISBN: 9788865768341
• Argomento: Physical Sciences
• Categoria: Astronomy & Astrophysics

La vita extraterrestre. Attraversare un buco nero. Un viaggio nel tempo. La quinta dimensione. Superare la velocità della luce. C'è una parola che siamo soliti usare per riferirci a queste cose: «impossibile». A un certo punto della nostra storia abbiamo tracciato una linea mentale oltre la quale la realtà scompariva e iniziava la fantascienza: navi stellari in fiamme al largo dei bastioni di Orione, colonie terrestri su altri pianeti, alieni xenomorfi, portali interdimensionali. La fantasia. L'assurdo. Ma siamo certi che quella linea sia ancora lì dove stava molti anni fa? In un'epoca in cui i treni levitano sopra i binari, le automobili si guidano da sole e le cellule di esseri preistorici estinti da millenni vengono clonate e riportate in vita, che cosa significa davvero «Non è possibile»? Cosimo Bambi ci guida alla scoperta dell'impossibile: tra spazitempi curvi, ipercubi, onde gravitazionali e universi paralleli, il suo è un viaggio nei meandri della fisica contemporanea per provare a capire quanto c'è di vero nelle idee che la nostra immaginazione ha prodotto. Da Flatlandia di Abbott alla teoria delle stringhe, da Star Trek ai muoni, da Ritorno al futuro agli esperimenti del Cern di Ginevra, Bambi passa in rassegna alcuni dei grandi tabù della scienza raccontati da cinema e narrativa per esplorarne la plausibilità alla luce di quello che oggi sappiamo sul cosmo. Niente è impossibile è una mappa spaziale per spiriti curiosi. Un'opera che, con chiarezza e semplicità, ci mette di fronte ad alcune delle più sconcertanti rivelazioni della ricerca scientifica, facendoci meravigliare non per ciò che ignoriamo ma per ciò che già conosciamo. Perché niente è più stupefacente dell'impossibile che diventa realtà.

1. C’è vita nell’universo?

La folla festante è riunita all’ultimo piano dell’Empire State Building. Ci sono vecchi hippie, giovani entusiasti con in mano cartelli di saluto, semplici curiosi che non vogliono perdersi l’evento probabilmente più clamoroso della storia dell’umanità. L’astronave è immobile, a centinaia di metri sopra l’edificio, il suo diametro che si espande per la lunghezza di decine di campi di calcio. Gli alieni si paleseranno? Scenderanno giù a incontrarci attraverso un fascio di luce? Saranno simili a quelli immaginati in decine di pellicole cinematografiche? La gente urla, entusiasta, in attesa sotto il gigantesco disco volante. Poi il ventre della nave si spalanca, lentamente, e una luce bluastra fosforescente trapela sempre più intensa dalla struttura. La folla trattiene il fiato, mentre una specie di enorme pistillo emerge dal blu, abbassandosi su di loro. Sono loro? Stanno finalmente arrivando? Una specie di scarica elettrica si concentra sulla punta della protuberanza. Le persone non riescono a distogliere lo sguardo; il bianco dei loro occhi viene attraversato da una sensazione di paura, mentre la luce blu si riflette sulla loro pelle. È solo un istante, l’ultimo, poi un imponente fascio di energia viene scaricato sull’edificio, distruggendolo interamente, insieme ai curiosi presenti e a pressoché tutto ciò che circonda il grattacielo per chilometri e chilometri. La stessa cosa avviene alla Casa Bianca, alle Torri Gemelle (triste presagio), alla Statua della Libertà e ad altri edifici simbolo della storia umana a Parigi, Londra, Roma, Mosca, Los Angeles, e in molte altre città, rivelando in maniera piuttosto evidente che gli alieni non sono venuti in pace.

Independence Day, film cult di Roland Emmerich del 1996, risponde – in modo piuttosto inquietante ma anche spettacolare – a una delle domande che l’umanità si è fatta più assiduamente nella sua storia, perlomeno in quella recente: siamo soli nell’universo?

In fondo, se c’è la vita sulla Terra, perché non potrebbe esserci anche su pianeti in altri sistemi stellari della nostra galassia o addirittura di altre galassie, lontane milioni di anni luce dalla Terra? Di solito, in realtà, quando ci poniamo questa domanda non siamo molto interessati alla possibilità di generiche forme di vita su altri pianeti, ma di forme di vita intelligenti. Abbiamo in mente civiltà come la nostra o, anche meglio, più avanzate della nostra dal punto di vista scientifico e tecnologico. Se pensiamo al nostro pianeta, specie animali e vegetali originariamente simili si sono evolute in modo diverso quando sono state isolate, perché ogni specie si è adattata al proprio ambiente e non a quello delle altre. Così ci potremmo aspettare che gli abitanti intelligenti di altri pianeti abbiano un aspetto diverso dal nostro e abbiano pure sviluppato tecnologie diverse, dato che si sono dovuti adattare ad ambienti presumibilmente diversi e hanno dovuto affrontare problematiche diverse. Quella dell’incontro con civiltà evolute provenienti da altri pianeti è una tematica che appare spesso in fantascienza, sia nella narrativa sia nel cinema.

In molti casi, come nel film di Emmerich, gli alieni sono cattivi e vogliono invadere la Terra (niente poi di così diverso da quello che hanno sempre voluto fare gli uomini nei confronti dei territori altrui). La lista delle opere su questa linea sarebbe lunghissima. Fra i primi libri sul tema delle invasioni aliene, il più celebre è senza dubbio La guerra dei mondi, romanzo di fantascienza del 1898, dello scrittore inglese H.G. Wells. In questo libro, Wells racconta un’ipotetica invasione dell’Inghilterra vittoriana da parte di bellicosi marziani, che a bordo di gigantesche macchine da combattimento tripodi lanciano raggi di calore e fumo tossico sulla confusa popolazione britannica. Proprio quando tutto sembra perduto e l’umanità definitivamente sconfitta, gli alieni iniziano a morire, uccisi dai batteri terrestri cui non erano abituati. In Oblivion, film del 2013 scritto, diretto e prodotto da Joseph Kosinski e con protagonista Tom Cruise, l’invasione aliena avviene a un livello molto più elaborato e avanzato: per poter creare energia gli alieni cercano di risucchiare tutta l’acqua sulla Terra con giganteschi macchinari e facendosi aiutare da cloni umani, ma vengono combattuti dalle sacche di resistenza umana superstiti sul pianeta.

In numerosi casi, le invasioni aliene, pur appartenendo al filone letterario della fantascienza, sono usate come metafora per criticare la società occidentale, dalle politiche coloniali europee e americane, in cui la superiorità tecnologica dà il diritto di sfruttare altre parti del pianeta, allo sfruttamento indiscriminato delle risorse naturali, che a sua volta spingerà alla ricerca di giacimenti in territori non ancora sfruttati ma comunque già abitati da altre comunità. Esiste inoltre una variante del genere, in cui sono gli uomini i cattivi di turno che vogliono colonizzare con la forza un altro pianeta. È il caso, per esempio, di Avatar, popolarissimo film del 2009 diretto e scritto da James Cameron: nel film, la Terra è ormai un pianeta sovrappopolato, in cui gli uomini hanno esaurito tutte le risorse naturali e persistono gravi problemi di approvvigionamento energetico; la soluzione potrebbe essere l’unobtainium, un cristallo ferroso. La compagnia terrestre Resources Development Administration vuole mettere le mani sui ricchi giacimenti di unobtainium che si trovano su Pandora, un satellite del pianeta Polifemo, nel sistema stellare Alfa Centauri. Dato che uno dei maggiori giacimenti di unobtainium su Pandora si trova proprio sotto un insediamento di Na’vi, una specie umanoide alta circa tre metri e dal colorito bluastro, la Resources Development Administration cerca un modo per fare allontanare i Na’vi da quell’area, con le buone o con le cattive. Il riferimento al colonialismo europeo e americano nel film è piuttosto chiaro.

In altri casi, gli extraterrestri vengono sulla Terra con intenzioni del tutto pacifiche, talvolta solo con lo scopo di studiare il nostro pianeta e il suo ecosistema. Un esempio a riguardo è il celeberrimo E.T. l’extra-terrestre, film di enorme successo del 1982, diretto e prodotto da Steven Spielberg. Nel film, un’astronave aliena atterra in una foresta della California per prelevare campioni di vegetazione terrestre. Scoperti da agenti federali, gli alieni ripartono in tutta fretta con la loro astronave, ma dimenticano a terra uno di loro. Il film racconta quindi la storia dell’alieno rimasto sulla Terra e del suo incontro con Elliott, un bambino di nove anni che lo ospiterà a casa sua aiutandolo a ricongiungersi con i suoi simili.

Esistono poi opere narrative e cinematografiche che danno per scontata e assodata la presenza di forme di vita intelligente su altri pianeti e ipotizzano società future formate da abitanti di pianeti diversi, proprio come oggi si hanno sulla Terra società multietniche con la presenza sullo stesso territorio di persone originarie di continenti diversi. Gli esempi più celebri sono la saga di Guerre stellari – si pensi al senato galattico su Coruscant, mostrato in La minaccia fantasma, dove sono riuniti i rappresentanti di tutti i pianeti della galassia – o Star Trek, dove alieni e umani fanno parte della stessa ciurma – il capitano Kirk lavora a stretto contatto con il vulcaniano Spock, mentre il capitano Picard ha tra i suoi collaboratori il klingon Worf e l’androide Data – e incontrano a ogni missione forme di vita completamente diverse. In Men in Black, film del 1997 diretto da Barry Sonnenfeld e con protagonisti Tommy Lee Jones e Will Smith, un gran numero di alieni provenienti da pianeti diversi e di aspetto estremamente difforme fra loro vive pacificamente sulla Terra sotto le sembianze di esseri umani, spesso svolgendo lavori del tutto comuni.

La ricerca sull’origine di possibili forme di vita extraterrestri, sulla loro evoluzione e la loro distribuzione nell’universo è oggi una scienza multidisciplinare chiamata «astrobiologia», che coinvolge non solo l’astrofisica, la biologia e le scienze della Terra ma anche le scienze delle telecomunicazioni e la sociologia. Le prime speculazioni scientifiche su possibili osservazioni di civiltà extraterrestri possono essere fatte risalire addirittura alla fine dell’Ottocento. Nel 1877, in seguito a osservazioni al telescopio del pianeta Marte, Giovanni Virginio Schiaparelli scoprì la presenza di particolari strutture sulla superficie di questo pianeta. Vennero chiamate «canali» e si ipotizzò che fossero strutture artificiali costruite dagli abitanti del pianeta stesso. Solo negli anni sessanta, con le prime missioni su Marte, fu chiaro che i canali non erano artificiali e che su Marte non c’erano marziani.

In seguito allo sviluppo di ricevitori radio e radiotelescopi, all’inizio del Novecento iniziò una ricerca più sistematica di possibili forme di vita extraterrestre. Nel 1960 nacque il progetto Seti (acronimo di Search for Extra-Terrestrial Intelligence, letteralmente «ricerca di intelligenza extraterrestre») per iniziativa dell’astrofisico statunitense Frank Drake; scopo del progetto era identificare possibili messaggi provenienti da civiltà aliene al di fuori del sistema solare come pure inviare segnali della nostra esistenza nello spazio, con la speranza di poter essere ascoltati da altre civiltà. Il progetto Seti ha fatto ampio uso del radiotelescopio di Arecibo, nell’isola di Porto Rico. Nel 1974 venne inviato dal radiotelescopio di Arecibo un messaggio radio di circa tre minuti verso l’ammasso stellare M13, che dista da noi circa 25 000 anni luce. Il messaggio riassumeva alcuni aspetti significativi della nostra vita sulla Terra quali la formula chimica del dna, la figura stilizzata di un essere umano, una schematizzazione del sistema solare. Il messaggio era scritto in codice binario, sulla base dell’ipotesi che qualsiasi civiltà evoluta conosca tale sistema numerico. A oggi, non c’è stata alcuna risposta.

Sebbene la questione della possibile esistenza di forme di vita intelligenti in altri pianeti riguardi più la biologia e la sociologia che la fisica, anche la fisica può aggiungere qualcosa a riguardo.

Per capire in che modo, bisogna partire dal fatto che gli esseri umani sono abituati a vedere la vita sulla Terra come una cosa scontata, anche se in realtà non lo è per niente: è infatti in primis necessario un ambiente ospitale come il nostro affinché la vita possa attecchire in forma semplice e poi svilupparsi in forme più evolute. Inoltre, un ruolo fondamentale rispetto alla possibilità o meno di vita nell’universo è giocato dalla fisica e, in particolare, dal valore di costanti fondamentali quali la carica elettrica dell’elettrone, la costante di gravitazione universale di Newton e altre.

L’universo era inizialmente un gas di particelle estremamente caldo e denso che si stava espandendo e, come conseguenza, raffreddando. Circa tre minuti dopo il Big Bang, si ha la produzione di deuterio e inizia la nucleosintesi primordiale. Ebbene, sarebbe bastato che il valore di alcune costanti fondamentali fosse stato diverso e il nucleo di deuterio non sarebbe stato stabile, la nucleosintesi primordiale non sarebbe potuta avvenire e probabilmente noi non saremmo qui. Ancora, se la costante di gravitazione universale di Newton fosse molto più grande di quella che è, la velocità di espansione dell’universo sarebbe stata maggiore e non si sarebbero formate le strutture che vediamo, inclusi sistemi stellari con pianeti, che sono indispensabili per l’evoluzione della vita. E, non ultimo, se le forze elettromagnetiche e nucleari fossero diverse da quelle che conosciamo, anche le proprietà degli elementi sarebbero diverse e non è ovvio che sarebbero possibili forme di vita. In altre parole, è miracoloso che le leggi fondamentali della fisica siano tali da permettere la vita nell’universo. Sarebbe molto più naturale aspettarsi che il Big Bang avesse prodotto un universo inospitale di particelle e radiazioni senza la possibilità dell’esistenza di molecole chimiche complesse.

Il fatto che la fisica fondamentale sia tale da permettere forme di vita nell’universo è così sorprendente che richiede qualche spiegazione. Qualcuno ha provato a rispondere a questo mistero con il cosiddetto «principio antropico»: noi siamo qui a domandarci come sia possibile la vita nell’universo proprio perché la fisica ha permesso la nascita della vita nell’universo, e in particolare sulla Terra; in caso contrario, non ci sarebbe nessuno a fare questi ragionamenti. Il principio antropico non fornisce quindi una vera risposta: si ammette che la nostra presenza è già di per sé straordinaria, quindi anche la fisica che ha dato origine al nostro universo lo deve essere ed è inutile voler trovare una spiegazione più razionale a tale domanda. Per un credente, non importa di quale religione, non è un caso che la fisica sia esattamente quella necessaria per avere forme di vita nell’universo, perché questo miracolo è opera divina.

Una risposta ancora diversa viene da alcuni modelli cosmologici secondo i quali ogni universo è prodotto all’interno di un buco nero, in seguito al collasso gravitazionale di un corpo. In questi modelli, esistono innumerevoli universi che coesistono e proliferano, con la formazione di sempre nuovi buchi neri. Universi diversi avrebbero costanti fondamentali con valori diversi, per cui, se è vero che ogni universo ha una fisica diversa, è anche vero che gli universi sono talmente tanti che se ne può sempre trovare qualcuno con la fisica «giusta» per avere forme di vita. Date queste premesse, noi ci troveremmo semplicemente nell’universo «giusto», mentre in tutti quelli «inospitali» sarebbe impossibile avere una qualche forma di vita. Non è chiaro, al momento, se e come questo scenario possa essere testato sperimentalmente o se invece sia destinato a rimanere una pura speculazione fra la fisica teorica e la filosofia.

Sappiamo, per esperienza diretta, che la vita nel nostro universo è possibile. È quindi naturale chiedersi se ci siano altre forme di vita intelligente nell’universo e come sia possibile entrare in contatto con loro. Quest’ultimo è un problema tutt’altro che semplice, considerando le distanze in gioco e il fatto che non possiamo superare la velocità della luce nel vuoto. Ci ritorneremo in seguito: se le nostre future astronavi non riusciranno mai a superare la velocità della luce, viaggi interstellari all’interno della nostra galassia (e peggio ancora viaggi intergalattici fra diverse galassie) sono di fatto impossibili perché richiederebbero migliaia o milioni di anni di attesa per chi rimane sulla Terra. In realtà, ciò limita non solo viaggi diretti di esseri viventi ma anche la sola comunicazione con civiltà aliene: la comunicazione può avvenire con segnali che si propagano alla velocità della luce, ma non è possibile fare di meglio.

Possiamo aspettarci che ogni civiltà – la nostra come quelle di altri pianeti – nasca e si estingua in un tempo finito. La nostra civiltà esiste da diverse migliaia di anni e forse potrà esistere ancora per alcune migliaia di anni.

A un certo punto, però, le risorse sulla Terra potrebbero finire e i suoi abitanti fare la fine di quelli dell’Isola di Pasqua, che nel xviii secolo, dopo aver completamente deforestato la propria isola, non riuscirono nemmeno a trovare abbastanza alberi per costruire navi e trasferirsi in luoghi ancora abitabili: è possibile che guerre o inquinamento, come ipotizzato in molti libri e film di fantascienza, pongano fine alla nostra civiltà. Le previsioni sul global warming non sono affatto rassicuranti e non è al momento in vista un cambiamento di rotta. Se calcoliamo plausibilmente in alcune migliaia di anni la durata media di una civiltà composta da creature intelligenti, è facile rendersi conto che non abbiamo a dispos...

Indice dei contenuti

• Copertina
• Sommario
• Introduzione. Un libro (im)possibile
• 1. C'è vita nell'universo?
• 2. Vivere un tempo diverso
• 3. Oltre la quarta dimensione
• 4. Possiamo curvare lo spaziotempo?
• 5. Non c'è universo senza buco (nero)
• 6. Dentro un buco nero
• 7. Più veloci della luce
• 8. A spasso nel tempo
• 9. La nascita dell'universo
• 10. Ai confini dello spazio
• 11. Onda su onda