Calcolo/"paradosso" di Fermi e glossa di I. Asimov

[Rafminimi]

Il Calcolo di Fermi, sviluppato dal grande scienziato nei laboratori di
Los Alamos, sembra mentre stava pranzando con i suoi colleghi luminari,
sulla quantità di civiltà extraterrestri tecnologicamente evolute nella
nostra Galassia. Il ragionamento era all'incirca questo:
Quante stelle ci sono nella nostra Galassia? Secondo gli astronomi tra i 100
e i 400 miliardi
Quante di queste stelle possiedono un sistema solare come il nostro?
Contando solo le stelle simili al nostro sole diciamo lo 0,5 %, cioè circa 2
miliardi.
Quanti di questi pianeti possiedono un ambiente idoneo alla vita, cioè né
troppo caldo né troppo freddo? Un 20%, vale a dire 400
milioni.
Posto quanto sopra, su quanti di questi mondi si svilupperà effettivamente
la vita? Potrebbero essere la metà, cioè 200 milioni
Ma su quanti di questi si svilupperanno in forme di vita intelligenti? Vista
l'ampiezza della vita sul nostro pianeta e la quantità di vita intelligente
decisamente inferiore, senza poi considerare i vari gradi d'intelligenza di
una specie, potremmo dire un ventesimo cioè 10 milioni.
E quante di queste forme di vita intelligenti daranno vita ad una civiltà
evoluta, desiderosa di comunicare oltre i confini del proprio pianeta e
soprattutto capace di farlo? Qui Fermi fu più ottimista e immaginò ben la
metà vale a dire 5 milioni.
Per quanto tempo una civiltà può rimanere in questa fase "comunicativa"?
Potremmo anche dire 100 000 anni, un tempo estremamente lungo per un essere
vivente ma insignificante su scala cosmica.
Questo per giungere alla conclusione che il numero delle civiltà avanzate
esistenti nella Galassia in questo preciso momento potrebbe ridursi a "sole"
5000. Asimov, in un articolo degli anni '70, sviluppa il c.d "paradosso di
Fermi"
ma è molto più "riduzionista" o, se volete, "prudente". Per il Buon Dottore,
prendendo come paradigma la Terra, le civiltà industriali della Galassia,
non possono superare il centinaio (e non le 5000 ipotizzate da Fermi). Di
cui, quelle più avanzate della nostra, non possono (se esistono) superare la
ventina. Se sono equamente divise, in tutta la Galassia, fate un po' i
conti, di dove stanno. Se poi, sono, per il 90% concentrate nel centro, come
la materia galattica, aiutatemi a dire.
lm






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[Claudio Bianchini]

Post by Rafminimi
Il Calcolo di Fermi

Tutti assunti sbagliati. Si debbono prendere le stelle simili al sole e
immaginare che sul 2-3% di esse ci possano essere sistemi planetari
complessi come il nostro, con cioè diversi pianeti. In quel 2-3% si
svilupperà vita intelligente che rimarrà in grado di comunicare fino a
qualche catastrofe planetaria grave indipendente dalla civiltà stessa

[Paperino]

"Claudio Bianchini" ha scritto

Post by Claudio Bianchini

Post by Rafminimi
Il Calcolo di Fermi

Tutti assunti sbagliati. Si debbono prendere le stelle simili al sole e
immaginare che sul 2-3% di esse ci possano essere sistemi planetari
complessi come il nostro, con cioè diversi pianeti.

Beh, stai solo cambiando i parametri dell'equazione di Drake, no?

Post by Claudio Bianchini

Post by Rafminimi
Quante di queste stelle possiedono un sistema solare
come il nostro?
Contando solo le stelle simili al nostro sole diciamo
lo 0,5 %, cioè circa 2 miliardi.
Quanti di questi pianeti possiedono un ambiente idoneo
alla vita, cioè né troppo caldo né troppo freddo?
Un 20%, vale a dire 400 milioni.

Vedo che tu sei molto meno ottimista :-)

Post by Claudio Bianchini
In quel 2-3% si svilupperà vita intelligente che rimarrà in grado di
comunicare fino a qualche catastrofe planetaria grave indipendente dalla
civiltà stessa

O allo sviluppo di una singolarità interna alla civiltà dominante.

Bye, G.

[Rafminimi]

Un po' di conti e dati: dell'Equazione di Drake nella sua forma più esatta:
[rielaborazioni di articoli e testi presi un po' in giro. Al riguardo un
sentito GRAZIE a Valerio Nicoletti, per l'encomiabile opera di redazione del
testo]

Posto N il numero ipotetico di civiltà extraterrestri presenti oggi nella
nostra Galassia con le quali si può pensare di stabilire una comunicazione
fp è la frazione di stelle che possiedono pianeti
ne è il numero medio di pianeti per sistema planetario in condizione di
ospitare forme di vita
fl è la frazione dei pianeti ne su cui si sarebbe effettivamente
sviluppata la vita
fi è la frazione dei pianeti fl su cui si sarebbero evoluti esseri
intelligenti
fc è la frazione di civiltà extraterrestri in grado di comunicare
L è la stima della durata di queste civiltà evolute


Stime correnti dei parametri

fp - la frazione di tali stelle che possiede pianeti
Da recenti ricerche di pianeti extrasolari risulta che il 40% di stelle
simili al Sole possiedono pianeti[8], e la frazione reale potrebbe essere
molto maggiore, poiché solo pianeti considerevolmente più massivi della
Terra possono essere rilevati con la tecnologia attuale[6]. Osservazioni
all'infrarosso dei dischi di polvere intorno a stelle giovani suggeriscono
che il 20-60% delle stelle paragonabili al Sole potrebbero possedere pianeti
simil- terrestri[9]. Osservazioni di fenomeni di microlenti gravitazionali,
abbastanza sensibili da rilevare pianeti piuttosto lontani dalle loro
stelle, vedono pianeti in circa un terzo dei sistemi esaminati (valore
approssimato per difetto, visto che questo sistema è in grado di rilevare
solo una parte dei pianeti)[10]. La missione Kepler, dai dati iniziali,
stima che circa il 34% dei sistemi ospiti almeno un pianeta[11].


ne - il numero medio di pianeti (o satelliti) per sistema stellare che
presentano condizioni potenzialmente compatibili con la vita
La maggior parte dei pianeti osservati ha orbite molto eccentriche, o troppo
vicine al sole per garantire temperature adatte alla vita. Comunque sono
noti diversi sistemi planetari che assomigliano maggiormente a quello
solare, come HD 70642, HD 154345, Gliese 849 e Gliese 581. Nelle zone
abitabili intorno a queste stelle potrebbero anche esserci altri pianeti
paragonabili alla Terra ancora da scoprire. Inoltre, la varietà di sistemi
stellari che possono presentare zone di abitabilità non è limitata
esclusivamente alle stelle simili al Sole e ai pianeti simili alla Terra;
attualmente si ritiene che anche pianeti vincolati a nane rosse in modo da
rivolgere alla stella sempre la stessa faccia potrebbero avere zone
abitabili, e alcuni dei grandi pianeti già scoperti potrebbe,
potenzialmente, supportare la vita[12].
All'inizio del 2008, due gruppi di ricerca indipendenti hanno concluso che
Gliese 581 d potrebbe essere abitabile[13][14]. Poiché sono noti circa 200
sistemi planetari, si può stimare in modo abbastanza approssimativo che ne >
0,005. Nel 2010, i ricercatori hanno annunciato la scoperta di Gliese 581 g,
un pianeta di 3,1 volte la massa della Terra quasi nel centro della zona
abitabile di Gliese 581, un valido candidato per essere il primo pianeta
extraterrestre abitabile mai scoperto[15]. Data la vicinanza di Gliese 581 e
il numero di stelle esaminate con un livello di dettaglio sufficiente a
rilevare pianeti terrestri, la percentuale di stelle che possiedono pianeti
simili alla Terra dovrebbe essere del 10-20%. fl - la frazione di essi che
effettivamente sviluppa la vita
Nel 2002, Charles H. Lineweaver e Tamara M. Davis hanno usato un
ragionamento statistico, lo stesso adoperato da ASIMOV negli anni '70,
nell'articolo "Uffa con gli UFO". basato sul tempo impiegato per svilupparsi
dalla vita terrestre per stimare fl, ottenendo che esso deve essere maggiore
di 0,13 sui pianeti più vecchi di un miliardo di anni[16].
fi - la frazione di essi che effettivamente sviluppa vita intelligente

fc - la frazione di essi che è in grado e decide di comunicare
Non ne sappiamo nulla

L - la durata media della fase comunicativa di ognuna di queste civiltà
In un articolo comparso su Scientific American, lo scrittore scientifico
Michael Shermer ha proposto per L il valore di 420 anni, basando la sua
stima sulla durata media di sessanta civiltà storiche[19]. Utilizzando
ventotto civiltà più recenti (successive all'Impero romano) il valore
sarebbe, per le "civiltà moderne", 304 anni. Va però notato che ai fini
dell'equazione di Drake questi valori non sono del tutto soddisfacenti,
perché nella storia dell'umanità in generale si è avuto un progresso
tecnologico abbastanza lineare - cioè ogni civiltà subentrata a una
precedente ha conservato e migliorato le realizzazioni già ottenute. Perciò
il valore in anni deve tener conto non di una singola civiltà nel senso
storico e culturale del termine, ma di una specie nella prospettiva del suo
livello di sviluppo tecnologico globale. Nella versione ampliata
dell'equazione che tiene conto dei fattori di ricomparsa, questa mancanza di
specificità nella definizione di "civiltà" non influenza il risultato
finale, poiché il succedersi di diverse culture può essere descritto come un
aumento del fattore di ricomparsa anziché come un aumento di L: una civiltà
si conserva come una successione di culture.
Altri, come l'astrobiologo David Grinspoon, hanno suggerito che una volta
che una civiltà si è sviluppata essa potrebbe superare tutte le minacce
poste alla sua sopravvivenza, e poi sopravvivere per un periodo indefinito,
portando L all'ordine dei miolioni, se non dei miliardi di anni[20].
Valori basati sulle stime citate,


fp = 0,5, ne = 2, fl = 0,33, fi = 0,01, fc = 0,1, e L = 10 000 anni
danno come risultato


N = 0,5 × 2 × 0,33 × 0,01 × 0,1 × 10 000 = 23,1


Fattori ulteriori:

XENOBIOLOGIA
Stelle totali, stelle con pianeti, stelle del giusto tipo (età,
composizione, dimensione, luce ecc), distanza del giusto tipo, pianeta del
giusto tipo, composizione del pianeta (quantità di acqua o comunque solvente
adatto a reazioni chimiche complesse), dove però entrano in gioco possibili
xeno-biologie non carboniose, poi i ruoli del Satellite, delle Giganti rosse
(come avvantaggiatori o svantaggiatori) ed eventuali altri pianeti, poi la
possibilità, la capacità e la fattualità della formazione di vita (che
diminuisce ancora di più il numero), lo sviluppo di vita complessa
possibilità di nascita di vita intelligente, formazione di civiltà
complesse, poi bisogna calcolare tutte le possibili catastrofi (Epidemie,
Asteroidi, Supernove, Raggi gamma, super-estinzioni, eventi geo-magnetici
notevoli, catastrofi naturali e sconvolgimenti climatici) di questo grande
Flipper che è l'Universo e poi la possibilità che una civiltà Spaziale si
sviluppi e poi la sua incapacità di comunicare oltre il vicinato stellare.

Se poi consideriamo quanto siano cosmiche le distanze e poche le
popolazioni, distribuite in modo randomico e più o meno equo, la
comunicazione diventa impossibile, e noi siamo in una situazione peggiore
perché non siamo nel nucleo (dove ci sarebbe una densità maggiore).






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[Claudio Bianchini]

Post by Rafminimi
fp è la frazione di stelle che possiedono pianeti

2mld sono le stelle simil-solari, sul 2-3% di esse(stima conservativa)
ci saranno *CERTAMENTE* pianeti simil-terrestri in tutto e per tutto
uguali al nostro

Post by Rafminimi
ne è il numero medio di pianeti per sistema planetario in condizione di
ospitare forme di vita

Vedi sopra

Post by Rafminimi
fl è la frazione dei pianeti ne su cui si sarebbe effettivamente
sviluppata la vita

Solo sul nostro sistema abbiamo o abbiamo avuto vita in forma batterica
su Titano, Marte, Venere, Europa e in genere su tutti i pianeti che
posseggono strutture oceaniche

Post by Rafminimi
fi è la frazione dei pianeti fl su cui si sarebbero evoluti esseri
intelligenti

Su tutti quelli che fanno parte di quel 2-3%

Post by Rafminimi
fc è la frazione di civiltà extraterrestri in grado di comunicare

Tutti. Quindi a parte il 2-3% iniziale tutti gli altri parametri sono
vicini al 100%

Post by Rafminimi
L è la stima della durata di queste civiltà evolute

Per quel che riguarda Terra potremo comunicare sicuramente per i
prossimi 300 milioni di anni, periodo nel quale il sole dovrebbe
iniziare a fare qualche bizza.

[Claudio Bianchini]

Post by Paperino

Post by Rafminimi
Quante di queste stelle possiedono un sistema solare
come il nostro?
Contando solo le stelle simili al nostro sole diciamo
lo 0,5 %, cioè circa 2 miliardi.
Quanti di questi pianeti possiedono un ambiente idoneo
alla vita, cioè né troppo caldo né troppo freddo?
Un 20%, vale a dire 400 milioni.

Vedo che tu sei molto meno ottimista :-)

?!?!?
Io ipotizzo che ci dovrebbero essere almeno 60 milioni, stima
conservativa, di civiltà solo nella nostra galassia mentre il calcolo di
Fermi si "ferma" a 5k

[Claudio Bianchini]

Post by Rafminimi
Contando solo le stelle simili al nostro sole diciamo lo 0,5 %, cioè circa 2
miliardi.
Quanti di questi pianeti possiedono un ambiente idoneo alla vita, cioè né
troppo caldo né troppo freddo?

Tutti i pianeti rocciosi sviluppano vita microbica, nel nostro sistema
solare ce l'abbiamo su Marte, Titano, Venere e in genere su tutti quei
pianeti che hanno strutture di tipo oceanico

Post by Rafminimi
Ma su quanti di questi si svilupperanno in forme di vita intelligenti?

Su tutti quelli che orbitano nella fascia abitabile e che hanno massa
equivalente o di poco superiore a quella terrestre

Post by Rafminimi
E quante di queste forme di vita intelligenti daranno vita ad una civiltà
evoluta, desiderosa di comunicare oltre i confini del proprio pianeta e
soprattutto capace di farlo?

Su tutti i pianeti che hanno la caratteristica di orbitare nella zona
abitabile di una stella di tipo solare si svilupperà una civiltà capace
di spedire un messaggio nello spazio

Post by Rafminimi
Per quanto tempo una civiltà può rimanere in questa fase "comunicativa"?

Visto che la teoria evolutiva più in voga dice che la specie si adatta
direi che qualunque possa essere la catastrofe che attende la civiltà
evoluta essa si adatterà al nuovo ambiente, su questo volgio sperare non
ci siano questioni altrimenti rivedete il darwinismo. Quindi la risposta
é, fino a che splenderà la stella che da energia alla civiltà evoluta

Post by Rafminimi
Questo per giungere alla conclusione che il numero delle civiltà avanzate
esistenti nella Galassia in questo preciso momento potrebbe ridursi a "sole"
5000

Direi che visti i parametri errati di cui sopra la stima più probabile è
nell'ordine di un paio di centinaio di milioni di pianeti con civiltà
evoluta, cmq sempre nell'ordine delle decine di milioni. Il vero
problema è riuscire a comunicarci prima che si spenga il riscaldamento
:-D :-D :-D :-D :-D