La vita sulla Terra ha un solo Padre
di Carlo Rubbia
[22 dicembre 2011]
Straordinariamente uniforme in tutte le direzioni, essa permette
di ricostruire all'indietro l'immagine tracciata in partenza e
"vedere" l'immagine iniziale dell'universo al momento della
creazione. Scopriamo allora che era una piccolissima e intensissima
sfera straordinariamente uniforme, ma con vibrazioni coerenti
dovute al moto dell'ordine di alcune parti per diecimila. Lo studio
di queste vibrazioni ha un'importanza straordinaria per determinare
il valore della massa dell'universo - o meglio un suo parametro
dimensionale chiamato ½° - è un parametro essenziale per
determinare la forza gravitazionale attrattiva che lo lega. Qualora
½° «1, l'attrazione gravitazionale sarebbe insufficiente e
l'universo procederebbe verso una graduale espansione a volumi
progressivamente sempre maggiori, perdendosi gradualmente nel
cosmo. Se invece ½° »1, e cioè un universo di grande massa, il
legame dovuto alla gravitazione sarebbe sufficientemente forte per
rovesciare un giorno l'espansione, raggiunto un valore massimo,
sotto l'azione della molla dell'attrazione gravitazionale:
l'espansione diverrebbe compressione, e marciando all'indietro, il
cosmo si restringerebbe fino a raggiungere all'indietro, di
ritorno, il "big-bang", creando quello che si identifica come il
"big-crunch". In realtà abbiamo appreso che il futuro non ci
riserva né l'uno né l'altro. Con alta precisione, oggi vediamo che
il cosmo è straordinariamente unico, caratterizzato dal valore ½°
=1. La natura dell'universo non è dunque casuale, essa è il
risultato di un evento unico e straordinario, possibile solamente
per questo valore. Riguardando indietro nel tempo, le osservazioni
astronomiche della luce prodotta possono raggiungere tempi fino a
dell'ordine di 300'000 anni dopo il big bang. A tempi più brevi
materia e radiazione (luce) non sono ancora sufficientemente
distinte. Tuttavia grazie all'estrema uniformità dell'universo di
allora è possibile simulare oggi nel laboratorio densità di energia
ben più grandi e studiare anche i tempi cosmici anteriori a tale
data. Grazie a potentissimi anelli di collisione tra fasci di
altissima energia, il più grande di essi arrivando a ben 27
chilometri di circonferenza (il CERN di Ginevra) è possibile
ripetere nellaboratorio le fasi iniziali dell'evoluzione della
materia cosmica, con la creazione nel laboratorio di tutta una
serie di straordinari fenomeni che ci permettono di esplorare le
condizioni dell'Universo fino a qualche miliardesimo di secondo
dopo il big-bang. Anche a questi incredibili istanti, la creazione
iniziale era già un fatto compiuto. L'uomo di scienza non può non
sentirsi umile, commosso ed affascinato di fronte a questo immenso
atto creativo, così perfetto e così immenso e generato nella sua
integralità a tempi così brevi dall'inizio dello spazio e del
tempo. Vanno ricordate le fasi successive di questa
immensa trasformazione a partire dalla creazione fino al giorno
d'oggi. L'universo si è evoluto in maniera unitaria e coerente,
come se fosse un unico tutto. Ricordiamo a questo proposito le
parole della Genesi,dove si dice: «Dio pose le costellazioni nel
firmamento del cielo per illuminare la terra e per regolare giorno
e notte e per separare la luce dalle tenebre. E Dio vide che era
cosa buona». Un altro successivo immenso evento fu la creazione
della vita, l'immensa piramide degli organismi uni-cellulari fino
all'uomo, basata sulla presenza del DNA, che permette le due
funzioni fondamentali della materia cosiddetta "vivente"e cioè (1)
la capacità a riprodursi e (2) l'evoluzione della specie,
attraverso mutazioni. La base di questa separazione non è del tutto
evidente. Ad esempio un cristallo si può moltiplicare in tanti
altri cristalli, ma non evolve; i prioni, la causa del morbo della
mucca folle,sono proteine ma non posseggono il DNA. Esistono circa
da uno a dieci miliardi di galassie visibili ai nostri telescopi,
ciascuna con da 10^10 a 10^12 stelle. Una stima approssimativa del
numero totale di stelle si avvicina all'incredibile numero di un 7
seguito da ventitrè zeri, circa pari al numero di atomi in una
grammo-molecola.La scoperta di una eventuale vita extra-terrestre,
con tutte le somiglianze e le diversità rispetto alla nostra,
avrebbe delle conseguenze enormi per il pensiero umano, dal- la
scienza, all'etica, e alla religione e sarebbe la più incredibile
rivoluzione per il genere umano. Una delle più importanti conquiste
della scienza moderna è quella che le leggi della fisica e
conseguentemente il comportamento della materia sono invarianti
nello spazio e nel tempo. Esse sono dimostrabilmente le stesse a
miliardi di anni luce da noi e miliardi di anni fa. Ciò è
facilmente comprensibile se si pensa che oggi sappiamo che le
leggi fondamentali della fisica sono state per così dire inscritte
nelle proprietà "geometriche" dello spazio, ancorché vuoto e quindi
prescindono dalla materia fisica in esso eventualmente contenuta.
La materia che costituisce l'Universo quindi esprime per così dire
il suo "libero arbitrio", all'interno di strette regole definite
apriori, che preesistono alla sua creazione e successiva
evoluzione. In particolare le forze che reggono il comportamento e
l'evoluzione della materia sono universali nel tempo e nello
spazio. Lo sono egualmente le proprietà della materia.Ad esempio un
protone prodotto nel big-bang, circa 15 miliardi di anni orsono, è
esattamente indistinguibile da un protone "fresco"prodotto
artificialmente come avviene oggi, ad esempio, al CERN con un
acceleratore di particelle. Le righe di emissione luminosa di una
stella infinitamente lontana, una volta corrette per gli effetti
dovuti alle velocità relative, appaiono assolutamente identiche a
quelle prodotte dal Sole o in laboratorio, ecc.L'invarianza di
principio delle leggi fisiche fondamentali che reggono le forze,
implica quindi l'invarianza nello spazio e nel tempo della chimica
e della biologia. Qualora si realizzassero altrove condizioni
strettamente analoghe a quelle che furono sulla Terra all'inizio
della vita, sussisterebbe quindi una probabilità per uno sviluppo
analogo altrove? Evidentemente oggi possiamo parlare solo di
probabilità di un tale straordinario alterevento. Quale è questa
probabilità, da confrontarsi con il numero estremamente grande di
pianeti candidati presumibilmente presenti intorno a quasi tutte le
stelle presenti nel cosmo? Va tuttavia sfatata un'impressione, e
cioè il fatto che essendo senza dubbio la Terra solamente un
pianeta su tanti possibili in cui condizioni idonee per la vita si
sono realizzate, la probabilità di un tale evento sia
necessariamente elevata: in realtà questo ragionamento non è
valido. Anche se questo fosse un fenomeno unico nell'universo, per
definizione esso è avvenuto sulla nostra terra: noi siamo "la
vita"e quindi il fatto che si realizzi su terra non ci dice nulla
sulla probabilità che essa sia sviluppata anche altrove. Bisogna
tuttavia osservare che il nostro sistema solare ha circa 4,5
miliardi di anni e che la prima forma di vita si sviluppò su terra
circa 2 miliardi di anni fa, quasi immediatamente non appena le
condizioni fisiche divennero accattabili. Per circa 1 miliardo di
anni la Terra fu coperta da micro-organismi che, a partire dal CO2,
crearono l'ossigeno, inesistente nella formazione planetaria
iniziale e premessa necessaria per le forme più avanzate di vita,
che incominciarono ad acquisire impulso a partire da circa 1
miliardo di anni orsono. Si noti quindi che l'osservazione di un
pianeta lontano con un'atmosfera ricca di ossigeno, rivelabile a
partire da misure spettrali della luce riemessa dall'atmosfera del
pianeta sarebbe un enorme progresso, come premessa alla ricerca di
vita extra-terrestre. La presenza di ossigeno è anche deducibile
dalla presenza di ozono, il ben noto prodotto nella parte superiore
dell'atmosfera dalla radiazione ultravioletta. Purtroppo
l'osservazione di tali pianeti è oggi generalmente indiretta e
limitata ad un centinaio di casi specifici, dedotta a partire dalle
piccole perturbazioni nel movimento del loro Sole, che, per la sua
forte luminosità, rende difficile l'osservazione otti ca diretta
del pianeta vicino. Telescopi con una maggiore risoluzione e in
corso di realizzazione permetteranno di risolvere questo problema.
Al fine di elucidare scientificamente il meccanismo
dell'inizio della vita su terra, va ricordato che, grazie al numero
enorme di minutissime particelle di polvere che pervadono lo
spazio, da miliardi di an- ni è in funzione un laboratorio
assolutamente gigantesco per la creazione di prodotti organici di
partenza.Tali minutissimi grani di polvere, di dimensioni
micrometriche, sono sede di continue collisioni con varie molecole,
gassose e non, con la conseguente formazione, casuale e per urti
ripetuti, di oggetti chimici più complessi. Sono così visibili
nella nostra galassia importanti quantità di prodotti organici.
Guardando con radio-telescopi segnali provenienti dallo spazio
lontano, si osservano sovrapposti a tale spettro, altrimenti
continuo, rimarchevoli righe di assorbimento dovuto alla presenza
di un'enorme numero di composti chimici organici tra i più
complessi. Si è anche dimostrato che tali granelli di polvere e più
generalmente delle micro-meteoriti potrebbero facilmente rientrare
senza troppo danno attraverso l'atmosfera della terra, nonostante
il forte attrito e il loro conseguente riscaldamento. Resi
coscienti dell'immensità dell'officina chimica in funzione nello
spazio, non è sorprendente che il mondo scientifico, nella sua
stragrande maggioranza, sia dell'opinione che lo spazio cosmico è
stato cruciale nella formazione iniziale della vita. In altre
parole, questa sembra un'ipotesi dotata di buon senso, e
francamente, difficile da scartare. Le domande che si pongono a
questo punto sono almeno due: come, e quanto probabile sia l'inizio
della vita su un dato pianeta con le condizioni ambientali
adeguate. Sul come: ho già menzionato che le leggi della chimica e
della biologia sono preesistenti al processo evolutivo della
materia e sono universalmente ed eguali nello spazio e nel tempo.
Quindi apriori, sotto l'azione del caso, è perfettamente
concepibile che si costruisca pian piano, come del resto comprovato
per gli elementi più semplici, da qualche parte nelle immensità
dell'Universo anche la struttura chimica della prima cellula
vivente.Va ricordato che nelle sue forme più elementari, tuttavia
capaci di riprodursi, la vita abbisogna di un numero relativamente
limitato, da alcune decine ad alcune centinaia di migliaia di
atomi.Va inoltre ricordato che grazie alla presenza della forte
affinità chimica, questo non è puramente una roulette, in quanto
elementi più complessi (proteine) sono costruibili a partire da
componenti, da "mattoni"più semplici, già pre-costituiti. Stime
qualitative in cui si tiene conto da una parte della frequenza di
collisioni nelle polveri galattiche e dall'altra della complessità
dell'oggetto da realizzare, ci danno una probabile accettabile per
un tale evento in tempi cosmici. In altre parole, essa sembra
un'ipotesi dotata di buon senso, e francamente difficile da
scartare. Sul quanto sovente: il numero di cellule viventi oggi su
terra, dotate individualmente di Dna è straordinariamente elevato,
un 5 seguito da ben 30 zeri. Il DNA è caratterizzato, essendo una
spirale, da due alterevento. Le domande che si pongono a questo
punto sono almeno due: come, e quanto probabile sia l'inizio della
vita su un dato pianeta con le condizioni ambientali adeguate. Sul
come: ho già menzionato che le leggi della chimica e della biologia
sono preesistenti al processo evolutivo della materia e sono
universalmente ed eguali nello spazio e nel tempo. Quindi apriori,
sotto l'azione del caso, è perfettamente concepibile che si
costruisca pian piano, come del resto comprovato per gli elementi
più semplici, da qualche parte nelle immensità dell'Universo anche
la struttura chimica della prima cellula vivente.Va ricordato che
nelle sue forme più elementari, tuttavia capaci di riprodursi, la
vita abbisogna di un numero relativamente limitato, da alcune
decine ad alcune centinaia di migliaia di atomi.Va inoltre
ricordato che grazie alla presenza della forte affinità chimica,
questo non è puramente una roulette, in quanto elementi più
complessi (proteine) sono costruibili a partire da componenti, da
"mattoni"più semplici, già pre-costituiti. Stime qualitative in cui
si tiene conto da una parte della frequenza di collisioni nelle
polveri galattiche e dall'altra della complessità dell'oggetto da
realizzare, ci danno una probabile accettabile per un tale evento
in tempi cosmici. In altre parole, essa sembra un'ipotesi dotata di
buon senso, e francamente difficile da scartare. Sul quanto
sovente: il numero di cellule viventi oggi su terra, dotate
individualmente di Dna è straordinariamente elevato, un 5 seguito
da ben 30 zeri. Il DNA è caratterizzato, essendo una spirale, da
due alterevento. ottite due miliardi di anni durante i quali un
inizio della vita è stato possibile su terra, c'è stata
apparentemente una sola "partenza", a meno che ulteriori "ceppi"
non siano stati totalmente eliminati dall'evoluzione biologica più
avanzata del primo ceppo - peraltro difficile a credere. In ogni
caso l'evoluzione della specie - a partire dal primo organismo
unicellulare alle complessità della vita che ne è seguita - è
certamente l'elemento più determinante nelle forme specifiche di
vita oggi su terra. Tale straordinaria evoluzione è stata a sua
volta fortemente influenzata dalle condizioni specifiche al nostro
pianeta. Ad esempio le transizioni tra grandi periodi geologici,
caratterizzati da forme profondamente diverse di vita, come ad
esempio il Giurassico, il Cambiano ecc. sembrano essere state
determinate da eventi catastrofici e dalle immense estinzioni delle
specie prodotte. La fine dei dinosauri e il passaggio ai mammiferi
fu un passo evolutivo importante, per cui fu determinante il
cambiamento climatico, probabilmente conseguente all'impatto di una
meteorite sulla penisola dello Yucatan e del conseguente temporaneo
periodo di oscurità e di freddo durato alcuni anni con conseguente
estinzione delle specie meno preparate a subire questo
straordinario shock climatico, che apparentemente eliminò tutte le
specie di dimensioni più grandi di alcuni centimetri e specialmente
quelle al momento più evolute e quindi più fragili. È
quindi evidente che su di un altro ipotetico pianeta, pur
assumendo una simile "partenza"probabilistica, è completamente
improbabile che la forma di vita risultante sia, per così dire, la
copia-carbone di quella su terra. Tutto ciò depone a favore a due
fatti importanti: che l'evoluzione della vita segue una linea
precisa a partire molto probabilmente da un unico e singolo fatto
iniziale, il primo DNA da cui è conseguita tutta l'evoluzione,
motivata da tutta una serie di eventi esterni fa sì che essa abbia
una grandissima specificità che rende probabilmente unica la vita
su terra, come noi la intendiamo. Oggi sappiamo che l'uomo
rappresenta uno degli ultimi anelli della vita. Ciononostante la
struttura dettagliata del DNA umano è solo leggermente diversa da
quella degli altri esseri viventi. È questa una differenza
morfologicamente piccola in sé, ma enormemente diversa per quanto
riguarda le sue conseguenze. L'uomo è quindi strutturalmente
fondamentalmente diverso dalle altre specie animali conosciute. Ha
caratteristiche che lo contraddistinguono profondamente e in
maniera unica.Vorrei sognare e spero che la scienza nei prossimi
decessi porterà risposte concrete a questa fondamentale esigenza di
sapere se la vita esiste in altre forme anche in qualche angolo del
nostro immenso universo. Personalmente io spero che la risposta
sarà positiva, e che esista qualcosa al di là delle colonne di
Ercole del cosmo, ancorché profondamente diversa dalla nostra. Ma
la scoperta di una eventuale vita extra-terrestre, con tutte le
somiglianze e diversità rispetto alla nostra, arricchiranno ancora
di più l'unicità dell'uomo in tutti i suoi aspetti e ci aiuteranno
a meglio percepire e apprezzare gli immensi patrimoni di umanità e
di saggezza che abbiamo ricevuto e di cui dobbiamo fare il più
prezioso utilizzo, così ben ricordato in quella meravigliosa
immagine dell'uomo con il dito puntato verso il Creatore nel
fantastico affresco di Michelangelo nella Cappella Sistina.
Torna su ^
