Google ordina il computer atomico

Comunicare nello spazio e sulla terra in modo da non essere mai intercettati e poter quindi consegnare senza problemi un messaggio segreto: è il sogno di ogni governo, di tutti i servizi di intelligence, e, in fondo, di ognuno di noi, abituati a scambiarci informazioni via mail o tramite Facebook con il timore di essere "scoperti". O volendo dare voce all'immaginazione, potremmo azzardare di più, pensando a una realtà aliena che ci attacca e che alla fine perde la sfida con i terrestri, perché dotati di un sistema di "messaggistica" impossibile da decifrare. Attualmente, però, tutto ciò è un'utopia. Perché la comunicazione tradizionale attuale si basa sulle onde radio e la fibra, messaggi che possono essere "letti" e "manipolati". In pratica se qualcuno spedisce un dato criptato secondo il sistema attuale, può essere scoperto perché c'è chi può individuare la "chiave di lettura". Da oggi però le cose potrebbero cambiare grazie all'invenzione di un futuristico sistema di comunicazione basato sull'impiego dei fotoni. Sono le particelle elementari della luce. Cos'hanno di diverso dagli altri messaggeri? Non possono essere intercettati e quindi "rubati". Se non distruggendoli. Non è facile comprenderlo perché presuppone conoscenze avanzate di fisica, che fra le altre cose concerne il famoso paradosso di Schroedinger, tale per cui un gatto è allo stesso tempo vivo e morto.

Ma proprio in questi giorni un team di scienziati italiani ha reso noto di essere riuscito a comunicare tramite la luce. «E' una prima assoluta nel mondo'», ha detto il presidente dell'Asi, Roberto Battiston. Trasmissioni dati quantistiche erano state finora tentate a Terra, ma su distanze dieci volte inferiori».

Alcune informazioni sono state "impacchettate" sottoforma di raggi quantizzati e spedite verso il satellite Lares, lanciato nello spazio nel 2012; da qui hanno poi raggiunto di nuovo la superficie terrestre, portando con sé i dati che servivano al test. E' il successo ottenuto dai ricercatori del Centro di Geodesia spaziale di Matera dell'Agenzia Spaziale Italiana (Asi), in collaborazione con gli esperti dell'Università di Padova. Il messaggio quantistico inviato nello spazio ha viaggiato per 1.700 chilometri. Un record. Prima si era arrivati a 144 chilometri. Non è la prima volta in assoluto che si arriva a una comunicazione a livello quantistico. Precedentemente il fenomeno era stato ottenuto fra le Isole Canarie di La Palma e Tenerife, coinvolgendo gli strumenti dell'Optical Ground Station dell'Esa. Anche in questo caso è stato possibile appurare lo scambio di informazioni fra due fotoni sottoforma di qubit (assimilabili ai classici bit).Interessa tanto questa notizia, perché è in corso una vera e propria gara per riuscire a elaborare il primo sistema di comunicazione quantistica ufficiale. In questo modo ci si potrebbe avvantaggiare dell'ipotesi di poter usufruire per la prima volta di messaggi impossibili da codificare. Che si muovono a grandissima velocità. Non è solo una questione legata alla possibilità di impiego in campo militare perché da qui si aprono nuove sfide; tipo quella di poter creare il primo centro di comunicazione quantistica spaziale. Compito che in un futuro non tanto lontano potrà essere assolto per esempio della stazione spaziale internazionale. E da qui si può partire per lo scenario più fantascientifico: il teletrasporto. Perché se è vero che oggi siamo riusciti a spedire dei minimessaggi quantistici, un domani c'è chi spera di poter inviare corpi e oggetti da una parte all'altra del pianeta. O dove solo la più fervida immaginazione può suggerire; come nei bellissimi esempi offerti da film come Star Trek e Stargate. 

Acqua marziana

C'è acqua su Marte? Chissà quante volte avremo sentito pronunciare questa domanda in ambito scientifico. Ora arriva la risposta ufficiale: sì. L'ha annunciato ieri pomeriggio la Nasa, durante una conferenza stampa che parlava di "importante svolta" per quanto riguarda lo studio del Pianeta rosso. E arriva poche settimane dopo lo scoop relativo a 452b, l'esopianeta che promette di avere molte caratteristiche in comune con la Terra (lo sapremo con certezza nei prossimi mesi/anni) e di possedere quindi i requisiti per ospitare la vita. La scoperta è avvenuta grazie all'azione della sonda americana Mro (Mars Reconnaissance Orbiter) lanciata nel 2005. «Abbiamo la prima prova dell'esistenza di un ciclo dell'acqua su Marte», dice Enrico Flamini, coordinatore dell'Agenzia spaziale italiana (Asi). Significa che ci possono essere anche processi di evaporazione e forse precipitazioni. Non sempre, ma nei periodi più caldi (su Marte la temperatura arriva al massimo a 20-25 gradi all'equatore, ma le minime raggiungono senza problemi i -130 gradi). Durante l'estate marziana, in pratica.

In questi frangenti si formerebbero dei ruscelletti di acqua salmastra che scorrerebbero per periodi più o meno lunghi lasciando inequivocabili "segni" sulla superficie. Nulla a che vedere con i "canali" di Schiaparelli, ma pur sempre metri di terriccio bagnato che potrebbero rivoluzionare le nostre conoscenze sul quarto pianeta del sistema solare. Ne parlò per la prima volta nel 2011 Lujendra Ojha, del Georgia Institute of Technology di Atlanta, dopo avere identificato strane formazioni geologiche imparentate con quelle terrestri limitrofe a minuscole strisce d'acqua. Intuì la presenza di sali che fuoriescono dalle viscere del pianeta sottoforma di perclorato di magnesio e perclorato di sodio. E che l'acqua allo stato liquido, grazie a questi "intrusi", può trovarsi sotto il tradizionale punto di liquefazione (zero gradi). Difficile dire da dove provenga. Forse da depositi glaciali (ma non è esclusa anche l'origine atmosferica). 

Sul Pianeta rosso si è sempre saputo dell'esistenza dell'acqua allo stato solido, vale a dire sottoforma di ghiaccio. Ma è questa la prima volta che si parla di fiumiciattoli, dove il liquido più importante per ogni organismo vivente scorrerebbe liberamente all'interno di minuscoli e periodici alvei. Cosa significa comprendere che su Marte c'è acqua allo stato liquido? Significa tutto, per la vita che potrebbe esserci e per le possibilità che avrà l'uomo di conquistare il Pianeta rosso (se riuscirà a difendersi dai raggi ultravioletti e dalle basse temperature). «Per la sostenibilità degli uomini questa scoperta avrà conseguenze enormi», rivela Doug McCuistion, del Nasa Mars Exploration Program. Perché uno degli enigmi fondamentali legati alla probabilità di sopravvivenza della nostra specie su Marte dipende proprio da questo parametro.Il nostro corpo non può prescindere dall'acqua, lo stesso vale per le piante e tutti gli altri animali; se si escludono specie particolari come i tardigradi - animali microscopici - che resisterebbero senza liquidi per periodi lunghissimi. I vegetali potrebbero compiere la fotosintesi clorofilliana e liberare ossigeno nell'aria rendendo ulteriormente ricca l'atmosfera marziana. E dunque l'ipotesi della vita sul Pianeta rosso nel passato potrebbe ora apparire del tutto attendibile. Da tempo si parla di microrganismi che non siamo ancora stati in grado di identificare. Il meteorite marziano ALH rinvenuto in Antartide nel 1984 suggerì la presenza di batteri allo stato fossile, poi rivelatesi delle semplici strutture minerarie. Ma ora cambia tutto. Perché prevedibilmente in un rivolo marziano i batteri potrebbero davvero sguazzare beati. 

Il nuovo Homo

Fino a venti anni fa era tutto molto più semplice. Si partiva da una specie di scimmione, l'Australopithecus, e in un paio di step - Homo habilis e Homo erectus - si arrivava alla nostra specie, l'Homo sapiens sapiens. Facilissimo. Oggi, però, grazie ai progressi della scienza, le cose sono precipitate, e quelle che erano appena quattro specie antenate dell'uomo moderno sono diventate una ventina. Potremmo farcene una ragione, ma il punto è che non passa anno senza che i quotidiani di mezzo mondo, spulciando qualche rivista scientifica, non tirino fuori per l'ennesima volta, l'inequivocabile titolo: scoperta una nuova specie umana. Fino a quando tutto ciò sarà credibile? E soprattutto, avanti di questo passo quanti prozii dovremo contare per comprendere appieno il nostro cammino evolutivo?

Domande che sorgono spontanee all'indomani della notizia diffusa dall'University of Witswaterstrand di Johannesburg, in SudAfrica, e dal National Geographic. Di cosa si tratta? Dei resti di una quindicina di ominini (raggruppamento tassonomico comprendente noi e gli scimpanzé) vissuti fra i due e i due milioni e mezzo di anni fa. In SudAfrica, a una cinquantina di chilometri da Johannesburg. Erano di bassa statura, magrolini, non pesavano più di cinquanta chilogrammi, ma i tratti scimmieschi non erano così preponderanti come nelle cosiddette forme australopitecine (il vero e proprio anello di congiunzione fra noi e le scimmie). Erano più intelligenti degli Australopithecus. Benché possedessero un cervello piccolo, grande quanto un'arancia, la loro attitudine a seppellire i corpi mostra la tendenza al ragionamento, e a regalare un degno riposo ai propri cari, consuetudine nota solo alla nostra specie (e ai neandertaliani). Il luogo del ritrovamento è riconducibile a una specie di piccolo cimitero arcaico, separato dalle zone adiacenti e caratterizzato da resti di individui morti presumibilmente per cause naturali.

Alla luce di questi risultati i ricercatori non hanno tardato a riportare l'ipotesi di una nuova specie che fa sempre più rumore del rinvenimento di un "banale" Homo habilis o di un Australopithecus afarensis, entrambi conosciuti da parecchi anni. Ecco dunque il suo nome: Homo naledi (attenzione al rigore scientifico, va maiuscolo il genere, minuscolo la specie). La vera notizia però è un'altra. Ci vorrà del tempo per stabilire se Homo naledi - stella nascente in lingua sotho - è davvero un altro germoglio evolutivo, ma nessuno può negare che proprio in questo frangente sia stato scoperto in un colpo solo il più alto numero di resti appartenenti al genere Homo. In paleoantropologia si urla al miracolo quando salta fuori una nuova falange, un pezzo femore, un occipitale, figuriamoci quando si scoprono le tracce di ben quindici individui, per un totale di 1.500 frammenti ossei. La scoperta è sensazionale. «Homo naledi è già la specie fossile meglio conosciuta nella linea evolutiva dell'uomo», dice Lee Berger, della National Geographic Society, divenuto famoso nel 2010, dopo il rinvenimento dell'Australopithecus sediba, altra "leggendaria" new entry nell'elenco delle specie che ci precedettero.Il SudAfrica. Ecco l'altra vera notizia. Fino a pochi anni fa si pensava che la culla evolutiva dell'uomo fosse riconducibile alla cosiddetta Rift Valley, a cavallo fra Kenya e Tanzania. E' qui che trovarono Lucy, l'Australopithecus afarensis, nonché il più antico antenato dei gorilla, il Chororapithecus abyssinicus. Con le ultime scoperte, invece, il baricentro evolutivo si sta spostando sempre più verso sud, e il SudAfrica pare in pole position nella classifica delle nazioni che ci dettero i natali. Senza andare troppo in là nel tempo, è di pochi mesi fa il rinvenimento nelle grotte di Sterkfontein di un'altra specie battezzata Australopithecus prometheus. Certo, era molto più antica dell'ultima ritrovata, ma è curioso notare che probabilmente visse in contemporanea a Lucy, la mamma di tutti noi. E il futuro della ricerca in campo paleoantropologico parte ancora da qui. «Ci sono centinaia per non dire migliaia di resti da studiare», chiude Berger. E le grotte di Sterkfontein hanno ancora parecchi misteri da svelare. 

L'altra Terra

E' dalla metà degli anni novanta che cerchiamo pianeti al di fuori del sistema solare. Da allora ne abbiamo scoperti migliaia. Ieri però, per la prima volta, è stata ufficializzata l'individuazione di un corpo celeste delle dimensioni della Terra ubicato nella cosiddetta "habitable zone". Di cosa si tratta? Di un'area ben precisa occupata da un certo pianeta in rotazione attorno a una stella, dove possono sussistere le condizioni climatiche per lo sviluppo della vita. Dove non c'è troppo freddo, n'è troppo caldo; dove l'acqua può scorrere liberamente creando i presupposti per la formazione di quei mattoncini della vita chiamati amminoacidi e l'atmosfera imprigionare gli elementi necessari a processi naturali come la fotosintesi. La notizia è stata diramata dalla Nasa ieri sera alle 18.00, auspicando la seria possibilità di identificare un mondo in tutto e per tutto simile alla Terra.

«E' una cosa che le persone hanno sognato per migliaia di anni», rivelano i tecnici dell'ente spaziale statunitense. Vari disegnatori si sono già messi all'opera cercando di immaginare quali possano essere le potenziali caratteristiche della Terra bis. Sembra di vedere un fumetto di fantascienza degli anni sessanta, ma questa volta non è solo frutto della fantasia umana, bensì di dati certi, recuperati grazie al lavoro di Kepler, un super telescopio lanciato nel 2009 per fare luce sui misteri degli esopianeti. Nelle grafiche compaiono montagne caratterizzate da affascinanti cime e torrenti che scorrono alle loro pendici, creando meandri e canyon. La verità è che non è ancora possibile affermare con sicurezza che si tratti di un pianeta roccioso, tuttavia le prime analisi propendono per questa tesi; fondamentale per sperare nella presenza della vita. Per arrivare a questa certezza sarà necessario valorizzare massa e densità dell'oggetto celeste.

Il nuovo pianeta è stato battezzato Kepler 452b. E' un corpo situato a 1.440 anni luce dal nostro sistema solare, nella costellazione del Cigno. La stella da cui dipende è un po’ più luminosa del sole, ma le sue dimensioni sono molto simili a quelle terrestri. E' anche un po’ più "maturo" del nostro pianeta. Si stima che abbia sei miliardi di anni, contro i 4,5 miliardi della Terra. Può significare molte cose. In primis che la vita possa essersi sviluppata prendendosi tutto il tempo necessario. «Ha trascorso miliardi di anni intorno alla sua stella», dice Jon Jenkins, che coordina i dati provenienti da Kepler, «potrebbe avere ospitato la vita in passato, e ospitarla tuttora». Altri dati riguardano il periodo di rivoluzione del pianeta, il tempo che impiega a girare intorno al corpo madre: 385 giorni, contro i 365 giorni terrestri. E c'è poi la distanza fra i due corpi che è pressoché identica a quella che separa il sole dalla Terra, vale a dire 150 milioni di chilometri. Significa che potrebbe esistere un perfetto bilancio energetico fra le due realtà cosmiche, altro parametro chiave a favore dello sviluppo delle molecole organiche.Dunque l'avventura di Kepler prosegue per conoscere nel dettaglio le altre caratteristiche di Kepler 452b, forte del fatto che il pianeta individuato non è l'unico ad avere certe caratteristiche. La scrematura dei dati provenienti da uno dei più potenti telescopi mai progettati dall'uomo, rivela l'esistenza di altri undici corpi a cui dare un nome e un significato. Non è escluso che ce ne possa essere qualcun altro simile a Kepler 452b, se non addirittura qualcosa di ancora più vicino alla Terra. Già quattro anni fa Kepler fece sobbalzare gli esperti della Nasa, dopo aver tradotto i segnali provenienti da Kepler 22b. Altro pianeta interessante, sempre nella costellazione del Cigno, ma con caratteristiche intermedie fra un pianeta roccioso e un gigante gassoso. Le analisi hanno evidenziato una realtà cosmica molto più grande della Terra, ma con una temperatura superficiale prevedibilmente compresa fra -11 gradi e 22 gradi centigradi; né più né meno il divario termico stagionale riscontrabile in moltissime località terrestri. 

Kepler 452b, dieci domande per saperne di più, con la collaborazione di Isabella Pagano, ricercatrice di astrofisica dell'Osservatorio di Catania e coordinatrice nazionale per l'Italia del progetto Plato dell'Esa.

1. Davvero Kepler 452b è un'altra Terra?

E' un paragone forzato, ma rende bene l'idea. La certezza è che il telescopio Kepler ha "fotografato" un pianeta caratterizzato da dimensioni molto simili a quelle terrestri. Per poter parlare di una Terra bis è però necessario conoscere la massa del corpo e poi risalire alla sua consistenza, che può essere rocciosa o gassosa. In questo momento non esistono ancora i mezzi per farlo, per via dell'eccessiva distanza.

2. Cosa distingue Kepler 452b da tutti gli altri pianeti scoperti finora?

Orbita intorno a una stella molto simile al sole e la distanza che lo separa da essa è uguale a quella che ci distanzia dalla nostra. E' dunque situato in quella che viene chiamata "habitable zone", una zona abitabile, ma non necessariamente abitata. Anche Venere e Marte risiedono in una zona simile ma, per quelle che sono attualmente le nostre conoscenze, non presentano tracce di vita.

3. Quali sono le possibilità che sul pianeta appena scoperto ci sia vita?

La vita è più probabile lì che in altre parti del cosmo, ma non si hanno certezze. Ci sono aspetti che possono indurre all'ottimismo. Il fatto che l'irraggiamento e il calore possano essere simili a quelli terrestri, sono prove a conforto della vita. E in sei miliardi di anni avrebbe avuto tutto il tempo per svilupparsi.

4. Come potremmo immaginarci gli abitanti di Kepler 452b?

Forse sono simili a noi. Se avessimo numeri relativi alla massa e alla gravità potremmo azzardare di più. Così è difficile entrare nei dettagli, anche usando l'immaginazione. Magari hanno dieci occhi o venti gambe. Potrebbe anche essere un mondo abitato esclusivamente da microrganismi o specie che non riusciamo nemmeno a ipotizzare.  

5. E' immaginabile che nell'universo esista una civiltà superiore alla nostra?

Le statistiche dicono di sì. Solo nella nostra galassia ci sono cento miliardi di stelle e moltissime come il sole. Se consideriamo che praticamente ogni stella ha dei pianeti, le probabilità sono elevatissime. Esiste un calcolo probabilistico che stima la possibilità di 600mila civiltà tecnologiche.

6. Cosa significa 1.440 anni luce di distanza?

Significa che la luce ha lasciato Kepler 452b 1.440 anni fa. Quando da noi stava finendo l'epopea dell'impero romano. Se l'uomo volesse dunque raggiungere Kepler 452b impiegherebbe 1.440 anni viaggiando alla velocità della luce, cosa per ora impossibile, se non in qualche episodio di Star Trek.

7. Come si fa a capire che ha sei miliardi di anni?

Si utilizzano metodi diversi. Si studia per esempio la rotazione di una stella su se stessa. Una stella giovane ruota molto velocemente. E' più lenta se è vecchia. Il sole ruota su se stesso in trenta giorni, e infatti è una stella a metà del suo cammino. Alcune giovani impiegano due o tre giorni. Si studiano anche le cosiddette righe del litio, un elemento strettamente connesso ad astri appena formati.

8. Come si svolge la ricerca di nuovi pianeti?

Ci sono vari sistemi. Il più usato analizza il percorso di un pianeta che transita davanti a una stella, determinando un indebolimento della luce dell'astro. Così si è fatto con il telescopio Kepler.

9. Qual è il futuro dell'esoplanetologia?

In questo momento facciamo già molte più cose rispetto al passato. Siamo in grado di verificare la massa di alcuni pianeti, di studiarne la composizione atmosferica e addirittura di predire la colorazione del cielo. E' accaduto, per esempio, con GJ3470, un altro esopianeta, molto più vicino di Kepler 452b, a soli 100 anni luce da noi.

10. Quanto c'è ancora da scoprire sull'universo?

In realtà sappiamo poco o niente di materia oscura, energia oscura, teoria delle stringhe, multiversi. L'uomo deve ancora comprendere i meccanismi di formazione dei sistemi planetari, cosa determini la loro evoluzione e le condizioni perché la vita possa svilupparsi.