Se gli extraterrestri sono tanti, dove sono? - bo.astro.it...

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Se gli extraterrestri sono tanti, dove

sono?28/07/2005

Roberto Bedogni

http://naomi.bo.astro.it/bedogni

INAF- Osservatorio Astronomico di Bologna

28 Luglio 2005

Bedogni Roberto 2

Il rasoio di Occam

Se due differenti ipotesi spiegano uno stesso fenomeno preferibile sempre optare per quella pi semplice

E se non c' possibilit di scelta ??Evitare non solo i voli di fantasia ma anche di suffragare la propria opinione ricorrendo a costruzioni sempre pi complesse

Bedogni Roberto 3

Distanze e dimensioni -il Sistema solare

120 UA - 17 ore

Bedogni Roberto 4

120.000.000 UA - 2000 a.l.

Una porzione della Via Lattea

Bedogni Roberto 5

Dimensioni della Via Lattea

Braccio del Cigno

Braccio di Perseo Braccio di

Orione

Braccio del Sagittario

Braccio dello Scudo

Sole

Braccio della Squadra

27700 a.l50000 a.l

M=1012 M

2000 a.l. spessore

Bedogni Roberto 6

L Ammasso Locale

2.000.000 a.l.

Bedogni Roberto 7

Tempo reale e tempo in frazioni di anno universale

tempo reale tempo in un anno universale

50 anni100 anni400 anni1000 anni2000 anni10000 anni100000 anni1 milione di anni2 milioni di anni10 milioni di anni100 milioni di anni

13 miliardi di anni (reale)

0,125 secondi0,25 secondi1 secondi2,5 secondi5 secondi25 secondi4 minuti e 10 secondi41 minuti e 40 secondi1 ora, 23 minuti e 20 secondi6 ore, 56 minuti e 40 secondi2 giorni, 21 ore,26 minuti e 40 secondi1 anno (universale)

Bedogni Roberto 8

I paradossi della logica, fisica e matematica

Questi son vecchi paradossi da far ridere gli idioti nelle bettole (W. Sheakespeare-Otello, Atto II, Scena prima)

1. Il paradosso di Comma 22 solo se sei pazzo puoi chiedere lesenzione dal servizio ma se chiedi lesenzione dal servizio non sei pazzo !

2. Il paradosso del mentitore un uomo dice che sta mentendo ci che dice vero o falso ?

3. I paradossi che risultano dal processo di induzione scientifica- es: tutti i corvi sono neri questa affermazione equivale alla seguente tutte le cose che non sono nere non sono corvi ?

4. Un paradosso matematico Achille e la tartaruga (risolto dal calcolo infinitesimale)

5. Il paradosso di Olbers perch di notte il cielo buio ? (risolto con lespansione dellUniverso)

Bedogni Roberto 9

Il paradosso dei cestini

Nella primavera del 1950 a New York due misterifurono risolti con le ferree regole dalla logica:

1) La scomparsa dei cestini

2) L apparizione di un gran numero di UFO

Gli ET esistono e sono interessati ai nostri cestini20 maggio 1950 vignetta di A. Dunn pubblicata su New Yorker

Bedogni Roberto 10

Tre scienziati al bar

E. Teller Enrico Fermi ed HerbertYorke

Nellestate del 1950 Enrico Fermi, Edward Teller ed Herbert York erano a Los Alamos ed andando a pranzo verso il Fuller Lodge discussero della apparizione degli UFO e della sparizione dei cestini.

Dopo la battuta sulla vignetta di Dunn discussero sulla possibilit di viaggi interstellari a velocit superiori a quella della luce. Furono tutti e tre daccordo che questa possibilit era molto bassa.

Bedogni Roberto 11

Il paradosso di Fermi

A volte penso che siamo soli. A volte penso che non lo siamo. In ogni caso, un pensiero sconcertante B. Fuller

La conversazione si spost su altri argomenti ma ad un tratto Fermi se ne usc con una domanda:

dove sono (tutti quanti) ? (where are they ?)

Fermi aveva fatto una serie di rapidi conti ed aveva concluso che dovremmo essere stati visitati ben pi di una sola volta

Bedogni Roberto 12

Il paradosso di Fermi

Si affronta il paradosso di Fermi prendendo in considerazione:1. Lesistenza di Civilt Extra Terrestri (CET)2. La reale possibilit dei viaggi interstellari per le CET

La premessa essenziale nellanalizzare questi due punti riguarda lassunzione che anche per le CET valga la nostra fisica ma non solo che siano guidati da schemi mentali analoghi ai nostri

Bedogni Roberto 13

Possibili soluzioni del paradosso di Fermi

Le soluzioni al paradosso di Fermi ricadono in tre categorie :1. Le CET esistono2. Le CET comunicano 3. Le CET viaggiano

Bedogni Roberto 14

tra le stelle quale vastit (R. Maria Rilke)

VIAGGIAREI viaggi interstellari sono possibili ?

Diamo per scontata lesistenza delle CET vediamo se effettivamente esiste la possibilit di effettuare dei viaggi interstellari

La teoria della Relativit Ristretta pone un limite massimo alla propagazione dellinformazione nellUniverso la velocit della luce pari a: 300.000 km/sec. Siamo noi a viaggiare !

La stella pi vicina Proxima Centauri dista da noi circa 4 anni luce.

Sirio la stella pi luminosa del cielo settentrionale dista circa 8 anni luce

1 anno luce = 60*60*24*365*300000 = ~9 460 800 000 000 km

cio 9460 miliardi di km

Bedogni Roberto 15

Le stelle pi vicine entro 10 a.l. (anni luce)distanza stella M Classe spettrale ascensione declinazione.000016 al Sole -26,9 G2 ----- Da -23 a +234,2 al Proxima Centauri 11,3 M5e 14:30 -62:414,3 al Alpha Centauri A ,33 G0 14:40 -60:504,3 al Alpha Centauri B 1,70 K5 14:40 -60:505,96 al Barnard's Star 9,5 M5 17:58 +04:347,6 al Wolf 359 13,5 M6e 10:56 +07:018,11 al Lalande 21185 7,5 M2 11:03 +35:588,7 al Alpha Sirius -1,47 A0 06:45 -16:438,7 al Beta Sirius 8,3 Nana Bianca 06:45 -16:438,93 al A Luyten 726-8 12,5 M6e 01:39 -17:578,93 al B Luyten 726-8 13 M6e 01:39 -17:579,4 al Ross 154 10,6 M5e 18:50 -23:50

Bedogni Roberto 16

Bedogni Roberto 17

Noi inviamo sonde spaziali

Attualmente i viaggi si effettuano solo nel Sistema Solare. Quali sono i sistemi di propulsione utilizzati ?

Propellente chimico ed energia nucleare

Idrogeno liquido quello che permette allo Shuttle di sfuggire alla gravit terrestre e di entrare in orbita.

Le sonde spaziali (ad esempio la sonda Cassini che ha raggiunto Saturno) usano il propellente chimico per i cambiamenti di traiettoria e lenergia nucleare per alimentare i sistemi di bordo.

Bedogni Roberto 18

Il Voyager 1

Lunica sonda che uscita dal Sistema solare il Voyager I che sta giviaggiando nello spazio interstellare alla velocit di 17,26 km/s cio0,000058c. Si sta dirigendo verso una stella denominata AC + 79 3888

Bedogni Roberto 19

I viaggi del futuro- La sonda Deep Space 1 (DS1) Una nuova era nei viaggi spaziali

Il motore utilizza, per il suo viaggio nello spazio interplanetario, unicamente lenergia prodotta dai pannelli solari. Laccelerazione prodotta da questo rivoluzionario Motore ad Energia Solare circa 10000 volte inferiore a quella prodotta dai motori a combustibile chimico, ma libera la sonda spaziale del carico aggiunto da tale combustibile alleggerendone il peso e quindi riducendo i costi della messa in orbita. Il nuovo motore si pu considerare a tutti gli effetti un Motore a Ioni

Bedogni Roberto 20

Le velocit dei mezzi umani e spaziali

Velocit massima in km/h Tempo impiegato per raggiungere Proxima

Centauri in anniUna macchina di formula uno: 300 km/h 15 milioni di anni

Un jet di linea: = 900 km/h 4 milioni e 800 mila anni

Un jet supersonico = 3 Mach = 3*1215 km/h 1 milione e 300 mila anni

Velocit di moto tipica dei corpi del Sistema Solare ~ 20 km/sec ~ 72000 km/h

66000 anni

Velocit del Sole nella Galassia ~ 250 km/s ~ 900000 km/h

5280 anni

Velocit ~ 0.1 c ~ 30000 km/s ~100 milioni di km/h

44 anni

Bedogni Roberto 21

Ma perch non viaggiare alla velocit della luce ?

Ci sono due effetti di cui tenere conto:1. difficile accelerare sino alla velocit della luce per effetto della

dilatazione dellimpulso infatti limpulso I subisce una dilatazione pari a

I = M v

con

(dove M la massa dellastronave e v la sua velocit)

2. la dilatazione del tempo proprio rispetto a quello di un osservatore a riposo

t (sullastronave)= t (sulla Terra) /

Bedogni Roberto 22

La dilatazione dei tempi

Ma supponiamo si riesca a costruire astronavi molto veloci quale leffetto di dilatazione del tempo ??

per v=0,9999 c ~70,71

t (sulla Terra)= t (sullastronave)

Quindi viaggiando a 0,9999c il tempo proprio sullastronave per arrivare a Proxima Centauri di 4,4 anni. Dopo 4,4 anni lastronauta raggiunge la stella ma nel frattempo sulla Terra sono passati 311 anni. Aumentiamo la distanza fino a 100 anni luce. A 100 anni sullastronave corrispondono 7071 anni trascorsi sulla Terra.

Bedogni Roberto 23

I viaggi interstellari sono possibili ?

Viaggiare a velocit pari ad 1/10 della velocit della luce dovrebbe poter non solo essere possibile per una CET ma fattibile anche senza incorrere in forti dilatazioni temporali.

A questa velocit per percorrere 8 anni luce una CET impiegherebbe circa 88 anni e dovrebbe imbarcare sulla nave spaziale un quantit di carburante pari a circa 9 volte il peso dellastronave.

Bedogni Roberto 24

I viaggi interstellari sono possibili ?

Ovviamente si tratterebbe di viaggi con delle vere e proprie Arche Spaziali in cui intere generazioni sono impiegate nella colonizzazione dei pianeti delle stelle vicine!

I viaggiatori dovrebbero quindi poter viaggiare per un lungo, ma non lunghissimo periodo di tempo, ed inoltre con una grande, ma non eccessiva, quantit di carburante.

Il viaggio spaziale sembra quindi difficile ma non impossibile.