Paradosso di Fermi: "Dove sono tutti?" La domanda che mise in crisi la ricerca degli alieni

Estate del 1950, mensa Fuller Lodge del Los Alamos National Laboratory, New Mexico. Quattro fisici stanno andando a pranzo: Enrico Fermi, premio Nobel 1938 e padre del primo reattore nucleare, Edward Teller, Emil Konopinski e Herbert York. Stavano parlando di una vignetta del New Yorker sui dischi volanti e dei viaggi spaziali. Improvvisamente, mentre prendevano posto a tavola, Fermi esplose con una domanda apparentemente innocua: «Ma allora, dove sono tutti?».

Gli altri tre, ricorderà Teller anni dopo, scoppiarono a ridere. Avevano capito al volo che Fermi non stava più parlando di rifocillarsi: era passato in modo fulmineo alla domanda più grande della cosmologia contemporanea. Se l'universo è così vasto e antico, e se la vita intelligente è un esito plausibile dell'evoluzione fisica, perché finora non abbiamo trovato traccia di nessun'altra civiltà? Quella domanda, posta a tavola a Los Alamos, è oggi nota come paradosso di Fermi.

Il conto delle scarpe di Fermi

Fermi era celebre fra i colleghi per la sua capacità di fare stime di ordini di grandezza «sul tovagliolo», i cosiddetti back-of-the-envelope calculations. La logica era semplice e devastante. La Via Lattea contiene circa 100 miliardi di stelle; una frazione ha pianeti; una frazione di quei pianeti è in zone potenzialmente abitabili; una frazione ulteriore sviluppa vita; una frazione ancora minore vita intelligente; una frazione di quella sviluppa tecnologia. Anche moltiplicando frazioni piccolissime, restano milioni di civiltà tecnologiche nella nostra sola galassia.

Una civiltà capace di muoversi a una velocità modesta — il 10% di quella della luce — sarebbe in grado di colonizzare l'intera Via Lattea in circa 10 milioni di anni. Sembrano tanti, ma sono solo lo 0,07% dell'età della galassia, che ha 13,5 miliardi di anni. Se qualcuno avesse iniziato a colonizzare anche solo 100 milioni di anni fa, oggi dovremmo trovare segni della loro presenza ovunque: artefatti, sonde di von Neumann auto-replicanti, segnali radio. Eppure niente. Fermi sintetizzò tutto in cinque parole.

L'equazione di Drake, 1961

Undici anni dopo, all'osservatorio radio di Green Bank, in West Virginia, l'astronomo Frank Drake diede al problema una forma matematica. Per organizzare una conferenza sulla ricerca di intelligenze extraterrestri scrisse alla lavagna una formula che oggi porta il suo nome:

N = R* × f_p × n_e × f_l × f_i × f_c × L

dove N è il numero di civiltà comunicanti nella Via Lattea, R* il tasso di formazione stellare, f_p la frazione di stelle con pianeti, n_e il numero medio di pianeti abitabili per sistema, f_l la frazione su cui appare la vita, f_i quella in cui si evolve intelligenza, f_c quella in cui appare la tecnologia radio, L la durata media di una civiltà tecnologica. L'equazione di Drake non risolve il paradosso: lo esprime in modo strutturato. La risposta dipende dalle stime di sette numeri quasi tutti sconosciuti.

Le risposte tentate (e tutte parziali)

Da Hart (1975) e Tipler (1980) in poi, decine di scienziati hanno proposto soluzioni al paradosso. La voce di Wikipedia ne elenca oltre settanta. Le principali categorie:

• Sono rari (Rare Earth Hypothesis): pianeti come la Terra, con le coincidenze fortunate del nostro pianeta — Giove a scudo, Luna stabilizzatrice, tettonica delle placche, campo magnetico — sono eccezionali, dunque le civiltà sono pochissime.
• Sono di passaggio: l'intelligenza tecnologica dura troppo poco — qualche secolo, qualche millennio — prima che la civiltà collassi o si distrugga, dunque la finestra di sovrapposizione è minima.
• Sono troppo lontani: i segnali viaggiano alla velocità della luce e la Via Lattea è enorme. La nostra «bolla di rumore» radio non ha ancora attraversato che pochi centinaia di anni luce.
• Si nascondono (Zoo Hypothesis): ci osservano ma evitano il contatto, una specie di norma cosmica della non-interferenza.
• Sono macchine: le civiltà avanzate sostituiscono la biologia con intelligenze artificiali post-biologiche difficili da riconoscere come «alieni».
• Great Filter: un grande filtro evolutivo blocca quasi tutti i mondi su una delle tappe del cammino. Robin Hanson ha mostrato come il filtro possa essere alle nostre spalle (siamo l'unica volta che ha funzionato) o davanti a noi (allora cattive notizie).

Cosa abbiamo realmente cercato

Negli ultimi sessant'anni i progetti SETI hanno passato al setaccio migliaia di stelle vicine in cerca di segnali radio strutturati. Il famoso «Wow! signal» del 15 agosto 1977, intercettato dall'astronomo Jerry Ehman al radiotelescopio Big Ear, durò 72 secondi e non si è mai più ripetuto: resta l'evento più tantalizzante della storia dei programmi SETI, ma non è una conferma. Il Breakthrough Listen, lanciato nel 2015 con un budget di 100 milioni di dollari, sta esaminando un milione di stelle vicine, l'intera Via Lattea nel raggio di un kiloparsec, e cento galassie vicine. Per ora, silenzio cosmico.

Da quel pranzo di Los Alamos sono passati 75 anni. Le risposte non sono arrivate ma i dati sì: oggi sappiamo che i pianeti rocciosi in zona abitabile sono comuni (Kepler ne ha contati a migliaia), e che la chimica prebiotica funziona in molti ambienti diversi. Eppure la galassia sembra vuota. La domanda di Fermi era una battuta, ma è anche, ancora, una delle migliori porte d'ingresso per pensare al nostro posto nel cosmo.