“Dove non sappiamo nulla possiamo speculare senza paura di essere contraddetti”. Con queste parole, scritte su Scientific American nel 1909, l’astronomo inglese F. W. Henkel, membro della Royal Astronomical Society, descriveva senza apparente imbarazzo gran parte della cultura astronomica di un secolo fa. Era un’epoca in cui gli esperti utilizzavano dati molto limitati per fare affermazioni onnicomprensive sulla formazione e l’evoluzione del sistema solare, l’esistenza di un pianeta chiamato Vulcano e la presenza di vita su altri pianeti.
Le idee accattivanti, ma in definitiva errate, sul nostro sistema solare sono evidenti in molti dei primi articoli di Scientific American raccolti in questo numero speciale. Gli articoli più recenti, ci piace pensare, presentano affermazioni più solide, perché si basano su qualcosa piuttosto che sul nulla. Insieme questa raccolta illustra, meravigliosamente, come la scienza dell’astronomia si è evoluta negli ultimi 150 anni.
Oggi gli astronomi stanno imparando a bere da un idrante. L’enorme volume di bit raccolti dai moderni telescopi inonda i nostri computer e supera la nostra capacità di immagazzinare e analizzare le informazioni. Siamo entrati in un’età dell’oro dell’informazione astronomica, e siamo estremamente sicuri di ciò che affermiamo di sapere. Il passato, tuttavia, contiene alcune lezioni di umiltà.
Un secolo fa i nostri predecessori, privi di dati, compensavano il loro deficit con congetture mascherate da argomenti sofisticati. In queste pagine nel 1879 un astronomo non identificato scrisse: “Durante la notte più calma, è quasi impossibile riuscire a fare un disegno passabile di un pianeta come Marte, l’immagine vista nel riflettore è ondulata, tremolante e confusa.” Un disegno! Oggi gli astronomi usano telescopi giganti con specchi segmentati che si abbassano continuamente sotto la forza di gravità e vengono rimessi in forma più volte al secondo da centinaia di motori controllati da computer. Nel frattempo, altri computer inviano raggi laser verso il cielo, dove si riflettono sullo strato di sodio nella stratosfera per creare “stelle guida” che permettono ai telescopi moderni di misurare e correggere le distorsioni dell’immagine causate dalla turbolenza nell’atmosfera terrestre.
Quando cerco di tirar fuori un’altra scoperta da una serie di dati pieni di scoperte non ancora fatte, sono pieno di enorme rispetto e ammirazione, persino di timore, per coloro che sono venuti prima di me, le cui impressionanti scoperte sono state guadagnate con grande fatica, anche se le conclusioni che hanno tratto dai loro dati erano spesso sbagliate. Gli astronomi che incontriamo in queste pagine erano fantasiosi ed estremamente fiduciosi. Prendiamo, per esempio, Charles A. Young dell’Università di Princeton, uno dei più importanti astronomi della sua epoca; il suo allievo preferito era Henry Norris Russell, uno dei più importanti astronomi di tutti i tempi. “Ogni tanto i giornali annunciano la scoperta di un nuovo pianeta”, scrisse Young su Scientific American nel 1877. (Oggi chiamiamo questi oggetti asteroidi piuttosto che pianeti, ma questa è un’altra storia). Poi informa i suoi lettori: “Al momento il numero di questi corpi conosciuti è di 172; il numero totale è probabilmente da calcolare in migliaia”. Migliaia!
Nel 1928 nientemeno che Russell, ormai il decano degli astronomi americani, scrisse un suo articolo sugli asteroidi. Quanto avevano imparato gli scienziati nel mezzo secolo precedente? “Se un pianeta è definito, come gli astronomi sono soliti fare, semplicemente come un corpo che persegue un’orbita indipendente intorno al Sole, la scoperta di uno in più o di una dozzina non è affatto una novità”, scrisse Russell. “Più di un migliaio di questi piccoli corpi sono già elencati … ed è probabile che un altro migliaio o più saranno aggiunti prima che la storia giunga alla fine”. Oggi il catalogo Minor Planet Center dell’Unione Astronomica Internazionale elenca più di un milione di asteroidi, e gli astronomi aggiungono più di 50.000 nuovi oggetti a questo database ogni anno. Non vincolati dai dati, sia Young che Russell tiravano a indovinare. Entrambi si sbagliavano di grosso.
Gli articoli nelle pagine che seguono rivelano altri esempi di certezza fuori luogo alla fine del XIX e all’inizio del XX secolo. L’autore di un articolo non titolato del 1879, “Another World Inhabited Like Our Own”, scrisse che la vegetazione su Marte era responsabile della tinta rossa del pianeta e raccomandò di fare osservazioni su Marte quando i suoi abitanti “godono del bel tempo.”
All’inizio del XX secolo la presenza di vita su Marte era meno evidente. Le aspettative che la vita fosse abbondante in tutto il sistema solare rimanevano alte, ma come riportava un articolo del 1905 intitolato “Life on Other Worlds”, “Non conosciamo nessun altro mondo adatto alla vita al di fuori del sistema solare…. nostro sistema sembra essere assolutamente unico nella creazione conosciuta.” Oggi gli astronomi sono sul punto di scoprire pianeti di dimensioni terrestri con temperature simili a quelle terrestri intorno a stelle simili al sole. Alla faccia dell’unicità assoluta.
Quattro anni dopo Henkel osservò: “Niente sembra impedire l’esistenza di esseri totalmente diversi su ognuno dei pianeti”. Anche le lune di Giove e Saturno dovrebbero essere popolate, ragionava: “Non c’è alcuna ragione, per quanto ne sappiamo, perché alcuni dei loro satelliti, almeno, non dovrebbero essere la dimora di esseri viventi”. Per quanto riguarda Venere, Henkel scrisse che “gira una volta sul proprio asse” ogni 23 ore e 21 minuti. Sbagliato. “Aria, acqua, terre, continenti, montagne, nevi polari, ecc. Sbagliato. “Così, per quanto si estende la nostra limitata conoscenza, la prova dell’esistenza di esseri viventi, di un carattere non molto dissimile da quelli con cui abbiamo familiarità, sembra completa come possiamo ragionevolmente aspettarci.” Sbagliato di nuovo.
Che dire di Marte? Marte mostra “macchie verdi e viola”. Spiacente, no. L’atmosfera è “carica di nuvole e nebbie”, e la superficie è coperta da “numerosi stretti ‘mari'”. “No. “Anche se alcuni osservatori entusiasti sono convinti dell’esistenza di esseri razionali, in uno stato avanzato di civiltà, che abitano Marte, possiamo fermarci prima di arrivare a questa conclusione”. Dovremmo applaudire la nota di cautela finale di Henkel.
Un altro articolo, “The Red God of the Sky”, rivela che nel 1909 erano stati fatti progressi: un progetto di osservazione in corso sulla vetta del monte Whitney, in California, a 14.501 piedi, rivelava che “Marte non ha più acqua della luna … le aree polari non possono essere ghiaccio, neve o brina; l’ipotesi più ragionevole è che siano fatte di anidride carbonica solidificata”. Infine, con buoni dati in mano, gli astronomi conclusero che Marte era un’arida terra desolata, con un’atmosfera molto tenue composta da gas di anidride carbonica che indugiava su “un mondo morto”. Un secolo fa le tecnologie del nuovo secolo cominciavano a inibire l’abitudine degli astronomi di speculare senza timore di contraddizioni.
I progressi fatti dalla comunità mondiale degli astronomi come documentato in queste pagine sono rassicuranti. La scienza si autocorregge; i nostri successori getteranno i nostri errori nel secchio della spazzatura che chiamiamo storia. L’universo in espansione sta accelerando a causa dell’energia oscura? Può darsi. L’80% della massa dell’universo è materia oscura fredda? Può darsi. La vita microscopica esiste sotto una roccia vicino all’equatore marziano? Può darsi. Esistono altri universi in un multiuniverso a 10 dimensioni? Forse.
Abbiamo petabyte di dati, ma quasi certamente siamo poveri di dati in confronto a quelli che avranno le generazioni future. Speculiamo con solo un po’ di paura di essere contraddetti. Il confine tra scienza e congetture è ancora labile. Se siamo onesti con noi stessi, riconosciamo che sappiamo meno di quanto sosteniamo di sapere.
Questo numero speciale di Scientific American apre una finestra sul nostro passato scientifico, ma ci offre molto di più. Questi articoli rivelano qualcosa di estremamente importante sull’impresa scientifica: come il nostro sistema solare in evoluzione, la conoscenza stessa cambia nel tempo. Uno sguardo all’indietro fornisce un salutare promemoria su come funziona la scienza quando è fatta bene.