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Cercando comunicazioni interstellari
di Giuseppe Cocconi & Philip Morrison - Cornell University, Ithaca, New York
Titolo originale: “Searching for Interstellar Communications”
da Nature, Vol. 184, Number 4690, pp. 844-846, September 19, 1959
Traduzione in italiano di Bruno Moretti Turri IK2WQA
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Premessa del Traduttore: La prima pubblicazione su una rivista scientifica di una realistica
strategia finalizzata alla ricerca di eventuali civiltà extraterrestri è intitolata, non a caso,
“Searching for Interstellar Communications”, cioè “Cercando comunicazioni interstellari”.
Scritto dall’italiano Giuseppe Cocconi (cui è intitolato il nostro Team) e dallo statunitense
Philip Morrison, questo articolo, ora un classico dei classici, apparve in inglese sulla
prestigiosa rivista "Nature" il 19 settembre 1959. In esso gli Autori sviluppavano la loro
proposta di una ricerca radioastronomica sulle stelle vicine di classe solare, cercando segnali
prossimi ai 21 cm, la lunghezza d’onda dell’emissione dell’idrogeno neutro.
Ancora oggi la frequenza indicata da Cocconi & Morrison è quella più usata nei progetti SETI
e in particolare da noi di SETI@home. Gentilmente autorizzato da Nature,
il SETI ITALIA Team G. Cocconi riproduce per la prima volta in italiano tale storico articolo,
atto di nascita della ricerca SETI. Essendo il nostro scopo essenzialmente di divulgazione
scientifica, abbiamo volutamente omesso la parte matematica.
Vedi anche: Testo originale inglese (compresa la parte matematica).
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Non esistono ancora teorie le quali abilitino un’affidabile valutazione delle probabilità di:
(1) formazione planetaria; (2) origine della vita; (3) evoluzione di società che possiedono
capacità scientifiche avanzate. In assenza di tali teorie, il nostro ambiente suggerisce
che le stelle della sequenza principale (N.d.T.: del diagramma H-R = Hertzsprung-Russell)
con una vita di molti miliardi di anni possono possedere pianeti, che di un piccolo set di tali
pianeti, due (la Terra e molto probabilmente Marte) sostengono la vita, e che la vita su uno
di tali pianeti include recentemente una società capace di investigazione scientifica considerevole.
Il tempo di vita di tali società non è conosciuto, ma è probabile che alcune si mantengano
per tempi molto lunghi comparati al tempo della storia umana, forse per tempi comparabili
con tempi geologici. Conseguentemente vicino ci possono essere stelle simili al Sole con civiltà
con interessi scientifici e con possibilità tecniche molto più grandi di quelle ora disponibili a noi.
Agli esseri di tale società, il nostro Sole deve sembrare un luogo probabile per l’evoluzione
di una nuova società. È estremamente probabile che da molto tempo loro stanno aspettandosi
lo sviluppo della scienza vicino al Sole. Noi presumeremo che molto tempo fa loro stabilirono
un canale di comunicazione che potesse un giorno essere a noi conosciuto, e che loro
guardano pazientemente ai segnali di risposta dal Sole sul canale a loro noto e che una nuova
società entri nella comunità dell’intelligenza.
Che genere di canale sarebbe?
Il canale ottimale
La comunicazione interstellare attraverso il plasma galattico senza dispersione in direzione
e in tempi di percorrenza, in base alle nostre attuali conoscenze è pratica solamente
con le onde elettromagnetiche. Se lo scopo di chi opera alla fonte è trovare una società
recentemente evolutasi, noi possiamo presumere che il canale usato sarà un canale
che mette un minimo carico di frequenza e di discriminazione angolare sullo scopritore.
Inoltre, il canale non deve essere estremamente attenuato nello spazio o nell’atmosfera
della Terra. Radiofrequenze sotto circa 1 Mc/sec (1 Mc/sec = 1 megaciclo al secondo =
= 1 milione di cicli al secondo. N.d.T.: 1 Mc/sec = 1 MHz), e tutte le frequenze più alte
dell’assorbimento molecolare vicino a 30.000 Mc/sec, fino alla gamma delle energie
dei raggi cosmici, sono sospettate di assorbimento in atmosfere planetarie.
Le frequenze che sembrano fisicamente possibili nel vicino-visibile o nel dominio dei
raggi gamma esigono una potenza molto grande alla fonte o tecniche molto complicate.
Le frequenze radio da, diciamo, 1 Mc a 10.000 Mc/sec, restano la scelta razionale.
In gamma radio la fonte deve competere con due problemi:
(1) l’emissione della sua stella (noi presumiamo che la risoluzione angolare dello
scopritore non è capace di separare la fonte dalla stella quando la fonte sia a meno
di un secondo d’arco dalla sua stella); (2) l’emissione galattica lungo la linea di vista.
A che frequenza guarderemmo?
Una ricerca su un largo spettro di un segnale debole di frequenza ignota è difficile.
Ma in gamma radio c’è un’obiettivo di frequenza standard che deve essere conosciuto
ad ogni osservatore nell’universo: la linea di notevole emissione radio a 1.420 Mc/sec
(la lunghezza d'onda di 21 centimetri) dell’idrogeno neutro. È ragionevole aspettarsi
che ricevitori sensibili per questa frequenza saranno fatti all’inizio dello sviluppo
della radioastronomia. Quella sarebbe l’aspettativa degli operatori, e lo stato presente
degli strumenti terrestri effettivamente giustifica tale aspettativa.
Perciò noi pensiamo promettente ricercare nei pressi di 1.420 Mc/sec.
In tutte le direzioni fuori dal piano galattico, la linea di emissione a 21 cm non emerge
dallo sfondo generale. Per stelle in direzioni lontane dal piano galattico la ricerca
dovrebbe essere fatta intorno a quella lunghezza d’onda.
Comunque, l’ignoto Effetto Doppler dovuto al moto dei pianeti suggerisce che è
probabile che l’emissione osservata sia spostata in su o in giù dalla naturale frequenza
atomica di una quantità positiva o negativa approssimativamente di 300 chilocicli al secondo
(corrispondenti a una velocità di avvicinamento o di allontanamento di 100 Km/sec).
Vicino al piano galattico, dove la linea dei 21 cm è forte, la frequenza della sorgente si
muoverebbe presumibilmente sulla linea naturale dello sfondo come osservato
dalla direzione del Sole.
Natura del segnale e possibili fonti
Nessuna supposizione qui è buona come trovare il segnale.
Noi ci aspettiamo che il segnale non sarà modulato-pulsante con una velocità molto rapida
o molto lenta comparata ad un secondo, per via della larghezza di banda e della rotazione.
È probabile che una comunicazione continui per un tempo misurato in anni, in quanto
nessuna risposta può ritornare per decenni. Si ripeterà poi dall’inizio.
Possibilmente conterrà tipi diversi di segnali, alternandoli negli anni.
Per un’identificazione come segnale artificiale indiscutibile, un segnale conterrebbe,
per esempio, una sequenza di piccoli numeri primi di impulsi, o semplici somme aritmetiche.
Il primo sforzo dovrebbe essere dedicato ad esaminare le stelle più probabili e vicine.
Fra le stelle a meno di 15 anni luce, sette hanno luminosità ed età simili a quelle del nostro Sole.
Quattro di queste stelle sono lontane dal piano galattico.
Esse sono tau τ Ceti, omicron2 ο2 Eridani, epsilon ε Eridani, ed epsilon ε Indi.
Tutte hanno declinazioni meridionali.
Le altre tre, alfa α Centauri, 70 Ophiuchii e 61 Cygni sono vicine al piano galattico.
Ci sono approssimativamente cento stelle della luminosità adatta fra le stelle di tipo spettrale
conosciuto all’interno di cinquanta anni luce. Tutte le stelle della sequenza principale fra G-0
e K-2 con magnitudine visuale superiore a +6 sono candidate.
La probabilità di successo è difficile da stimare,
ma se noi non cerchiamo mai, la possibilità di successo è zero.
"The probability of success is difficult to estimate;
but if we never search, the chance of success is zero."
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Nota del Traduttore sulla “riga dei 21 cm”, emissione dell’H neutro:
si tratta del processo per cui gli spin di elettrone e protone interagiscono
nell’atomo neutro di H e diventano da paralleli antiparalleli,
tornando in questo modo al loro stato normale. Questa trasformazione produce
una lievissima perdita di energia che si accompagna quindi all’emissione
di una radiofrequenza fotonica con lunghezza d’onda di 1,420405751786 GHz,
ben nota come “riga dei 21 cm” (in effetti sono 21,106 cm),
scoperta in radioastronomia nel 1951, ma già prevista nel 1944
da Hendrik Van De Hulst e praticamente identica a quella emessa da un maser a H.
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