Nel 1960, in preparazione della prima conferenza SETI, l’astronomo della Cornell Frank Drake formulò un’equazione per calcolare il numero di civiltà extraterrestri rilevabili nella nostra Via Lattea. L’equazione, più che un principio scientifico, era intesa come un esperimento mentale che sintetizzava le sfide affrontate dai ricercatori SETI. Questa è conosciuta come l’Equazione di Drake, che continua a essere fondamentale nella Ricerca di Intelligenza Extraterrestre (SETI) ancora oggi. Da allora, astronomi e astrofisici hanno proposto molte aggiornamenti e revisioni all’equazione.

Questa iniziativa è motivata dalla continua ricerca sulle origini della vita sulla Terra e dalle precondizioni che hanno portato alla sua emergenza. In uno studio recente, astrofisici guidati dall’Università di Durham hanno prodotto un nuovo modello per l’emergenza della vita, focalizzandosi sull’accelerazione dell’espansione dell’Universo (noto come Costante di Hubble) e sul numero di stelle formate. Poiché le stelle sono essenziali per l’emergere della vita come la conosciamo, questo modello potrebbe essere utilizzato per stimare la probabilità di vita intelligente nel nostro Universo e oltre (ad esempio, in uno scenario di multiverso).

Lo studio è stato condotto da Daniele Sorini, un Ricercatore Associato post-dottorato presso l’Istituto di Cosmologia Computazionale dell’Università di Durham, ed è stato finanziato da un grant del Consiglio Europeo della Ricerca (ERC). È stato affiancato da John Peacock, Professore di Cosmologia presso l’Osservatorio Reale e l’Istituto di Astronomia dell’Università di Edimburgo, e Lucas Lombriser, del Dipartimento di Fisica Teorica, Università di Ginevra. L’articolo che dettaglia i loro risultati è stato recentemente pubblicato nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L’Equazione di Drake è una formula matematica per la probabilità di trovare vita o civiltà avanzate nell’universo. Credito: Università di Rochester

Come già detto, l’Equazione di Drake non era intesa come uno strumento per stimare il numero di intelligenze extraterrestri (ETI) ma come una guida su come gli scienziati dovrebbero cercare vita nell’Universo. La formula per l’equazione è:

N = R* x fp x ne x fl x fi x fc x L

Dove N è il numero di civiltà nella nostra galassia con cui potremmo comunicare, R* è il tasso medio di formazione stellare nella nostra galassia, fp è la frazione di quelle stelle che hanno pianeti, ne è il numero di pianeti che possono effettivamente supportare la vita, fl è il numero di pianeti che svilupperanno vita, fi è il numero di pianeti che svilupperanno vita intelligente, fc è il numero di civiltà che svilupperebbero tecnologie di trasmissione, e L è la durata di tempo che queste civiltà avrebbero per trasmettere i loro segnali nello spazio.

In questo senso, la nuova ricerca non tenta di calcolare il numero assoluto di specie intelligenti nell’Universo. Invece, il team presenta un modello analitico per la storia della formazione stellare cosmica per misurare l’impatto dei parametri cosmologici all’interno del modello cosmologico più ampiamente accettato. Questo non è altro che il modello Lambda-Materia Oscura Fredda (LCDM), in cui la Materia Oscura e l’Energia Oscura (Lambda) rappresentano circa il 95% della densità materia-energia dell’Universo. Il restante 5%, la “materia ordinaria” che vediamo ogni giorno, è ciò che gli scienziati definiscono materia barionica (alias “materia luminosa”).

Nel loro articolo, il team ha calcolato la frazione di materia ordinaria che viene convertita in stelle durante l’intera storia dell’Universo basandosi su diverse densità di Energia Oscura. Le stelle sono essenziali per la vita, creando elementi più pesanti attraverso la fusione nucleare che permettono la formazione di pianeti, biochimica e tutta la vita così come la conosciamo. Il loro modello prevede che la densità più efficiente per la formazione di stelle sarebbe del 27%, rispetto al 23% osservato dagli scienziati nel nostro Universo. In sintesi, i loro risultati suggeriscono che il nostro Universo è un caso particolare nel contesto del multiverso.

La prima Energia Oscura potrebbe aver causato l’emergere di semi di galassie (raffigurati a sinistra) che germoglieranno molte più galassie luminose (a destra) di quanto la teoria preveda. Credito: Josh Borrow/Thesan Team

Questi risultati potrebbero avere significative implicazioni per la cosmologia e il dibattito attuale se il nostro Universo sia o meno “fine-tuned” per la vita. Come spiegato da Dr. Sorini in un comunicato della Royal Astronomical Society:

“Comprendere l’Energia Oscura e il suo impatto sul nostro Universo è una delle sfide più grandi in cosmologia e fisica fondamentale. I parametri che governano il nostro Universo, inclusa la densità dell’energia oscura, potrebbero spiegare la nostra stessa esistenza. Sorprendentemente, però, abbiamo scoperto che anche una densità di energia oscura significativamente più alta sarebbe compatibile con la vita, suggerendo che potremmo non vivere nell’Universo più probabile.”

Il nuovo modello potrebbe anche fornire informazioni su come le diverse densità di Energia Oscura influenzano la formazione dell’Universo e lo sviluppo delle condizioni che permettono alla vita di emergere. L’influenza dell’Energia Oscura guida l’espansione cosmica, causando alla strutture su larga scala dell’Universo (galassie e gruppi di galassie) di allontanarsi sempre di più. Perché la vita si sviluppi, la materia deve essere in grado di accumularsi per formare stelle e pianeti e rimanere stabile per miliardi di anni, poiché l’evoluzione è un processo a lungo termine che dura miliardi di anni.

Un altro insegnamento di questa ricerca è che la formazione stellare e l’evoluzione della struttura su larga scala dell’Universo raggiungono un equilibrio nel tempo. Questo equilibrio determina il valore ottimale della densità di Energia Oscura necessario per l’emergere della vita e lo sviluppo finale della vita intelligente. Ha detto il Prof. Lombriser: “Sarà entusiasmante impiegare il modello per esplorare l’emergere della vita attraverso diversi universi e vedere se alcune domande fondamentali che ci poniamo sul nostro Universo devono essere reinterpretate.”

L’Equazione di Drake potrebbe richiedere parametri aggiuntivi, inclusa una densità energetica Lambda (ld) e un parametro di multiverso (mv). In ogni caso, la ricerca della vita e la questione di come possa sorgere perdurano, proprio come l’equazione di Frank Drake stessa!

Ulteriori letture: Royal Astronomical Society, MNRAS

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