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La strettoia dell'ossigeno per la tecnologia extraterrestre — Transcript

by Amedeo Balbi · 2,147 words · 371 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00Provate a immaginare un altro pianeta in
0:02cui l'evoluzione abbia prodotto una
0:05specie vivente sufficientemente
0:07complessa e intelligente da poter
0:10iniziare a utilizzare qualche primitiva
0:14forma di tecnologia E adesso Fatevi
0:16questa domanda di Cosa avrebbe bisogno
0:18questa specie per avanzare dal punto di
0:21vista tecnologico fino al punto da
0:25diventare osservabile su distanze
0:28interstellari per esempio comunicando
0:31via radio o più In generale lasciando
0:33delle tecnofirme ovvero delle tracce
0:36prodotte dall'attività tecnologica che
0:38possano essere osservate a distanza
0:41attraverso le tecniche astronomiche in
0:43questo video vi parlo di un mio studio
0:45che ho fatto in collaborazione con il
0:47mio collega Adam Frank dell'università
0:49di Rochester e che è stato appena
0:51pubblicato su Nature astronomy in cui
0:53proviamo proprio a rispondere a questa
0:56domanda quello che abbiamo trovato è che
0:58se volete fare passi avanti importanti
1:00Dal punto di vista tecnologico dovete
1:03avere la fortuna di nascere su un
1:05pianeta che abbia molto ossigeno
1:07nell'atmosfera e questa non è una cosa
1:09così ovvia come potrebbe sembrare Ma che
1:12c'entra l'ossigeno con la tecnologia
1:14proviamo a
1:18[Musica]
1:21capirlo l'ossigeno è assolutamente
1:25fondamentale per la vita sulla terra
1:27attuale la respirazione aerobica ovvero
1:29Bata sull'ossigeno è stata
1:31determinante per fornire l'energia
1:34necessaria agli organismi per diventare
1:36multicellulari di fatto la vita animale
1:39così come la conosciamo non sarebbe
1:41possibile senza alti livelli di ossigeno
1:43atmosferico Ma la presenza dell'ossigeno
1:45nell'atmosfera a sua volta dipende da
1:48altri processi da altri fenomeni tra cui
1:50l'esistenza della vita stessa la
1:52fotosintesi oggi è la principale
1:54sorgente di ossigeno atmosferico sulla
1:56terra anche se il livello di ossigeno in
1:58realtà è regolato da una competizione di
2:01fattori non soltanto dalla presenza
2:03della vita e dalla presenza
2:04dell'attività fotosintetica ma anche da
2:07processi geologici per esempio dalla
2:09chimica della crosta e del mantello
2:11dall'attività vulcanica e così via non è
2:14semplicissimo tenere conto di tutti
2:15questi meccanismi quello che sappiamo
2:17però è che il livello di ossigeno
2:20nell'atmosfera terrestre è cambiato
2:23moltissimo nel corso della storia della
2:25terra stessa l'ossigeno non era presente
2:28fin dall'inizio nell'atmosfera sfera
2:30terrestre e è cresciuto con il passare
2:32del tempo ci sono stati almeno due
2:34episodi importantissimi in cui la
2:36concentrazione di ossigeno è cresciuta
2:38parecchio il primo che viene chiamato
2:40anche grande evento ossidativo è
2:42avvenuto intorno a 2 miliardi di anni fa
2:44proprio dopo la comparsa dei primi
2:46organismi fotosintetici il secondo
2:49iniziato intorno a 700 milioni di anni
2:51fa in cui i livelli di ossigeno sono
2:54cresciuti moltissimo fino ad arrivare al
2:5721% attuale la crescita dei livelli di
3:00ossigeno ha favorito Tra l'altro la
3:02comparsa degli organismi multicellulari
3:05e l'esplosione della vita animale sul
3:08nostro pianeta che è iniziata Appunto
3:10proprio intorno a 500 milioni di anni fa
3:12Come già detto gli organismi complessi
3:14hanno bisogno di molta energia e
3:15l'ossigeno è ideale da questo punto di
3:17vista l'aumento della concentrazione di
3:19ossigeno è stata accompagnata anche
3:21dalla comparsa di organismi sempre più
3:23grandi e c'è un legame abbastanza
3:25diretto tra la concentrazione di
3:27ossigeno nell'atmosfera e la dimensione
3:29degli organismi per esempio per avere
3:32organismi con un sistema circolatorio
3:35quindi con la dimensione minima per
3:36avere la vascolarizzazione i livelli di
3:39ossigeno devono essere superiori a circa
3:41il 2% Se volete raggiungere la taglia
3:44dei più piccoli mammiferi esistenti che
3:47è di qualche centimetro i livelli di
3:48ossigeno minimi devono crescere fino a
3:51circa il 12% questa cosa non vale
3:53soltanto per gli organismi terrestri ma
3:55anche per gli organismi Marini che
3:57comunque utilizzano l'ossigeno che è
3:59disciolto nell'acqua Insomma una
4:02conclusione generale che è condivisa
4:03dagli studiosi è che se volete un
4:05cervello grande una taglia abbastanza
4:07grande per utilizzare degli strumenti
4:10dovete avere molto ossigeno molecolare
4:12nell'atmosfera e questa conclusione è
4:15basata su semplici considerazioni
4:17chimiche ancora prima che su argomenti
4:19biologici Il fatto è che nella tavola
4:21periodica non esistono elementi
4:24altrettanto vantaggiosi dell'ossigeno
4:26dal punto di vista energetico nelle
4:29azioni di interesse biologico gli unici
4:31candidati alternativi dal punto di vista
4:34puramente energetico sarebbero il fluoro
4:36e il cloro Ma questi elementi sono
4:38problematici per altre ragioni intanto
4:40non sono abbondanti nell'universo quanto
4:42l'ossigeno ma poi sono anche troppo
4:45reattivi dal punto di vista chimico
4:47producono reazioni incontrollate spesso
4:50esplosive non sono quindi applicabili
4:53facilmente in reazioni di tipo biologico
4:55e oltretutto non rimangono a lungo
4:57nell'atmosfera di un pianeta proprio a
5:00causa della loro estrema reattività e
5:02della loro estrema facilità a legarsi
5:05con altri composti insomma la
5:07conclusione generale è che la vita
5:08complessa ha bisogno dell'ossigeno e
5:11l'ossigeno a sua volta è legato alla
5:14presenza di una biosfera complessa su un
5:17pianeta questo legame tra ossigeno e
5:19vita molto probabilmente sarebbe valido
5:21in qualunque altro pianeta abitabile con
5:25caratteristiche simili alla terra Tant'è
5:27vero che l'ossigeno atmosferico viene ha
5:29ritenuto una possibile biofir cioè un
5:32indicatore una traccia che può dirci che
5:36c'è attività biologica su un altro
5:38pianeta Ok ma che c'entra l'ossigeno con
5:40la tecnologia Beh c'è un legame molto
5:42diretto che ancora una volta ha a che
5:44fare con la chimica la presenza di
5:46ossigeno nell'atmosfera è indispensabile
5:49per la combustione Cioè per poter
5:51accendere e mantenere accesa una fiamma
5:54Sulla terra la soglia minima per la
5:57combustione È attorno al 18% se
6:01l'ossigeno scende di molto al di sotto
6:04di questa soglia fondamentalmente non
6:06potete mantenere una fiamma non potete
6:09avere un fuoco non potete bruciare delle
6:11cose Ora Provate a immaginare la storia
6:13dell'umanità senza il fuoco i nostri
6:16antenati hanno fatto un balzo in avanti
6:17pazzesco Quando hanno cominciato a
6:20controllare e a utilizzare il fuoco
6:23intanto per esempio per cuocere il cibo
6:25cosa che a sua volta ha contribuito
6:28molto probabilmente a una crescita della
6:30capacità cerebrale ma ci sono stati
6:32innumerevoli altri vantaggi per esempio
6:35dal punto di vista sociale per
6:36riscaldarsi per tenere lontani I
6:39predatori e così via però la cosa più
6:41importante è che bruciare roba permette
6:44di avere accesso a una grande quantità
6:47di energia in maniera relativamente
6:50semplice e se siete una specie primitiva
6:52che inizia a capire come utilizzare la
6:54tecnologia non ci sono molti sostituti
6:56plausibili certo potete usare l'energia
6:59del vento l'energia dei corsi d'acqua
7:02Però tutto questo non vi dà la quantità
7:05di calore necessario e le alte
7:08temperature che servono ad esempio per
7:10fondere i metalli per fare delle Leghe
7:13quindi per costruire strumenti via via
7:15più sofisticati Insomma senza il fuoco
7:17l'umanità sarebbe rimasta all'età della
7:19pietra e se poi proviamo a pensare
7:21all'enorme accelerazione che c'è stata
7:24con la rivoluzione industriale che ci ha
7:26portato poi alla capacità di costruire
7:28per esempio radiotelescopi o addirittura
7:31di Viaggiare nello spazio Beh immaginare
7:33tutto questo senza l'accesso alla
7:35combustione sembra veramente impossibile
7:37ora e qui arriviamo alla parte veramente
7:39interessante i livelli di ossigeno
7:42necessari alla combustione sono più alti
7:46di quelli necessari per la vita
7:48complessa Questo significa che esiste un
7:50intervallo di valori nella
7:52concentrazione di ossigeno atmosferico
7:54tale che se siete là dentro potete avere
7:57vita complessa anche molto sof
7:59sofisticata Ma non avete la possibilità
8:02di accendere un fuoco e in effetti se
8:04andate a guardare i dati sulla storia
8:06dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre
8:08per esempio negli ultimi 500 milioni di
8:10anni scoprite che i livelli di ossigeno
8:13hanno fluttuo parecchio e ci sono stati
8:16addirittura anche lunghi periodi in cui
8:18La combustione sarebbe stata impossibile
8:20E tutto questo suggerisce che la
8:23presenza di alti livelli di ossigeno
8:25forma Una specie di strettoia un collo
8:27di bottiglia che bisogna attraversare
8:30per poter avere una specie che non sia
8:32soltanto intelligente ma che sia anche
8:34in grado di avere un accesso rapido al
8:37fuoco e quindi di poter fare dei passi
8:40avanti dal punto di vista tecnologico
8:42Ora anche questo dipende semplicemente
8:44dalla chimica dalla tavola periodica non
8:46esistono alternative plausibili per
8:48l'atmosfera di un pianeta che sia
8:50abitabile in cui ci sia una biosfera
8:52complessa e anche la possibilità di
8:54accendere un fuoco come al solito è
8:56sempre possibile immaginare possibilità
8:58più speculative in cui la vita faccia
9:00ricorso a una chimica completamente
9:02diversa rispetto a quella che conosciamo
9:05qui sulla Terra ma il punto è che per il
9:07momento non abbiamo prove reali che
9:09questo sia possibile e comunque resta
9:12sempre il fatto che in un pianeta
9:14analogo alla terra con caratteristiche
9:17simili a quelle terrestri che quindi sia
9:19abitabile abbia un'atmosfera simile alla
9:21terra se si vuole utilizzare il fuoco
9:23l'ossigeno deve superare una certa
9:25soglia minima che appunto è intorno al
9:2718% e il fatto che questa soglia venga
9:29superata non è scontato perché dipende
9:31da tanti meccanismi anche complicati
9:34spesso in competizione incluso l'effetto
9:37della vita stessa sull'atmosfera Dunque
9:39questa strettoia nell'osso potrebbe
9:41essere un fattore che limita la
9:44possibilità della vita intelligente di
9:47progredire dal punto di vista
9:48tecnologico qui naturalmente bisogna
9:50capirsi Parliamo di un tipo specifico di
9:52tecnologia Ovvero la tecnologia che
9:55permette di essere visibili su distanze
9:58interstellari Ovvero la tecnologia che
10:00può lasciare tracce evidenti in un
10:03ambiente planetario che possano essere
10:05osservate a distanza attraverso gli
10:08strumenti astronomici una delle cose che
10:10in questi anni Stiamo iniziando a fare è
10:12cercare con i nuovi telescopi delle
10:14biofirme ovvero delle indicazioni che ci
10:17sia la vita su un altro pianeta basate
10:19appunto sugli elementi che troviamo
10:21nell'atmosfera di quel pianeta una delle
10:23biofirme più ovvie è proprio la presenza
10:25di ossigeno nell'atmosfera visto che
10:27sulla terra l'ossigeno è prodotto in
10:29larga parte proprio dall'attività
10:30fotosintetica ma stiamo anche iniziando
10:32a cercare tecnofirme ovvero tracce che
10:35sono prodotte non semplicemente dalla
10:37vita ma da un tipo particolare di vita
10:39cioè la vita che ha accesso alla
10:41tecnologia E che attraverso questa
10:43tecnologia può modificare il suo
10:45ambiente planetario in un modo che sia
10:47evidente anche a distanze molto grandi
10:50come quelle che separano la Terra da
10:52altri pianeti intorno ad altre stelle
10:54l'esempio più ovvio sono le
10:56comunicazioni radio Cercate per esempio
10:58dai progetti oggetti tipo Seti ma
11:00ovviamente le possibilità non si
11:02esauriscono Qui c'è un video sul canale
11:04dove parlo proprio delle tecnofirme e
11:06delle possibilità aperte da questo tipo
11:07di indagine Ora è chiaro che potete
11:10avere vita intelligente e anche capacità
11:13tecnologiche senza utilizzare il fuoco
11:16ci sono specie terrestri per esempio
11:17incredibilmente intelligenti anche
11:19specie marine come i polpi che hanno la
11:22capacità di risolvere problemi anche
11:24molto complessi e di manipolare gli
11:26oggetti quindi sarebbe del tutto
11:28possibile immag im are specie
11:30intelligenti su altri pianeti che siano
11:32in grado di costruire strumenti anche
11:35sofisticati e di avere il linguaggio la
11:38cultura di mettere in piedi delle
11:40società molto strutturate ma il punto
11:43del nostro studio non è chiedersi
11:45semplicemente se sia possibile
11:46intelligenza su altri pianeti Ma se sia
11:49possibile arrivare a una tecnologia che
11:52permetta di essere visibili su distanze
11:54interstellari ed è difficile se non
11:56impossibile pensare di poter arrivare a
11:58quel punto senza avere la possibilità di
12:01accendere un fuoco senza La combustione
12:03non è che non sia possibile utilizzare
12:05altre forme di energia ma non hanno
12:07tutti i vantaggi che ha il fuoco che è
12:11largamente disponibile e facilmente
12:13trasportabile riproducibile si autom
12:16mantiene e soprattutto permette di
12:18arrivare ad alte temperature ad alte
12:21concentrazioni di energia che sono
12:23indispensabili per tutta una serie di
12:25processi tecnologici come sappiamo
12:27quando si prova a calcolare il numero di
12:30civiltà tecnologiche che potrebbero
12:32esistere nell'universo su altri pianeti
12:34ci si scontra con molti fattori
12:36sconosciuti che compaiono nella famosa
12:39equazione di Drake uno di questi fattori
12:41è proprio la probabilità che la vita
12:43arrivata a sviluppare l'intelligenza
12:46progredisca ulteriormente fino ad
12:49utilizzare un tipo di tecnologia che
12:51permetta di comunicare su distanze
12:53interstellari ora se si lega questa
12:55possibilità a un fatto che è puramente
12:58planetario Ovvero la presenza di
13:00ossigeno nell'atmosfera
13:01diventerebbe possibile avere una
13:04maggiore capacità di previsione e quindi
13:07costruire dei modelli che ci dicano
13:09Quanti pianeti potrebbero In effetti
13:11avere questo tipo di condizioni non c'è
13:13ancora un modello in grado di fare
13:15questo tipo di previsione in maniera
13:17completamente affidabile Ma è una
13:18direzione in cui andare che in futuro
13:20Potrebbe dirci Appunto Se queste
13:22condizioni siano comuni o no
13:24nell'universo e inoltre c'è un'altra
13:26conseguenza il fatto che ci sia bisogno
13:28di molto ossigeno nell'atmosfera per
13:30poter avere il tipo di tecnologia che ci
13:33interessa ci può fornire anche qualche
13:35informazione di contesto per
13:37interpretare le osservazioni future che
13:40faremo e anzi questo suggerisce anche
13:42che dovremmo cercare preferenzialmente
13:44la possibilità di attività tecnologica
13:47proprio nei pianeti in cui già sappiamo
13:49che c'è molto ossigeno nell'atmosfera
13:50Insomma se questa strettoia
13:52dell'ossigeno fosse veramente difficile
13:55da superare la cosa potrebbe anche dare
13:57una parziale risposta al famoso
14:00interrogativo di Fermi dove sono tutti
14:03quanti forse la possibilità di usare il
14:05fuoco è una fortuna che non capita a
14:08tutti e forse ci sono specie
14:10intelligenti su altri pianeti ma non le
14:13noteremo mai perché non sono mai
14:15riuscite a accendere un
14:18[Musica]
14:26falò

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