Un articolo preprint discute il ruolo cruciale delle onde gravitazionali e delle kilonovae nella formazione degli elementi vitali per la vita umana.
Un recente articolo preprint ha sollevato l’interessante ipotesi che l’esistenza umana sia legata alle onde gravitazionali e che in un universo basato esclusivamente sulla fisica newtoniana, forme di vita avanzate potrebbero non essere possibili.
Secondo quanto riportato, per la vita sono necessari alcuni elementi chiave: idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno e fosforo, con lo zolfo che si presenta quasi ovunque. Alcune forme di vita semplici sembrano poter sopravvivere solo con questi elementi.
Il primo elemento, l’idrogeno, è stato creato durante il Big Bang, mentre gli altri tre sono il risultato della fusione dell’elio all’interno delle stelle durante il loro ciclo di vita. Il fosforo è stato individuato nel residuo di supernova Cassiopeia A, confermando la teoria degli astronomi che sostiene che, come molti altri elementi, anche il fosforo si forma durante queste esplosioni stellari.
Le supernovae producono anche zolfo, oltre ad aumentare significativamente la presenza di carbonio e ossigeno, diffondendo ampiamente tutti questi elementi nell’universo. I mammiferi, per formare denti, ossa e organi, dipendono da almeno venti elementi diversi.
Un articolo presentato alle Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ha evidenziato che due di questi elementi richiedono probabilmente più di una supernova per essere generati, essendo il risultato del processo r che avviene nelle kilonovae, ovvero le fusioni di stelle di neutroni.
Le stelle di neutroni sono il prodotto di supernovae che non sono abbastanza massicce da generare buchi neri. Quando due stelle di 10-25 masse solari si formano in un sistema binario, ciascuna può trasformarsi in una stella di neutroni. Se nessuna esplosione è abbastanza potente da espellere il compagno, le due stelle continueranno a orbitare l’una attorno all’altra.
È in questo contesto che entrano in gioco le onde gravitazionali. L’accelerazione generata dall’interazione gravitazionale delle due stelle estremamente dense produce onde gravitazionali che portano via energia. Questo processo rilascia così tanta energia che può essere rilevato a distanze di miliardi di anni luce.
Senza le onde gravitazionali, le kilonovae sarebbero molto più rare di quanto non siano attualmente. La possibilità che una kilonova si verifichi nella Via Lattea in un universo privo di onde gravitazionali è estremamente bassa.
Il professor John Ellis del King’s College di Londra e i suoi colleghi sostengono che senza le onde gravitazionali, non ci sarebbero esseri umani, poiché elementi cruciali come iodio e bromo, essenziali per la nostra biologia, sono prodotti durante le kilonovae.
La catena di ragionamento proposta può essere oggetto di discussione su diversi fronti. È plausibile ipotizzare che in assenza di iodio e bromo sulla Terra, l’evoluzione umana avrebbe seguito un corso diverso, ma non è detto che ciò avrebbe escluso la possibilità di forme di vita simili.
Gli esseri umani dipendono dall’iodio per la regolazione del metabolismo tramite la ghiandola tiroidea e dal bromo per lo sviluppo dei tessuti. Tuttavia, considerando l’arco di milioni di anni, è possibile che altre specie animali si sarebbero evolute utilizzando elementi alternativi per svolgere funzioni simili.
Alcuni elementi del processo r, come il molibdeno, sono utilizzati sia dagli animali che dalle piante per trasferire atomi di ossigeno, mentre il torio e l’uranio potrebbero essere alla base della tettonica delle placche terrestri, una caratteristica fondamentale del nostro pianeta.
Esistono ancora incertezze riguardo alla produzione di iodio da parte delle kilonovae e alla possibile attivazione di processi del processo r da parte di certi tipi di supernovae. Gli autori riconoscono che questa parte del loro ragionamento richiede ulteriori conferme.
Una piccola percentuale dell’iodio presente sulla Terra proviene dal processo s, per il quale non sono necessarie le onde gravitazionali. Gli autori stimano che circa il 4% dell’iodio terrestre abbia origine da questo processo.
Una parte dell’ipotesi avanzata dagli autori potrebbe essere verificata nel breve termine. Se le stime sull’origine dell’iodio sono corrette, ci si aspetta di trovare iodio-129 nei materiali presenti sulla superficie della Luna, un aspetto che potrebbe essere esplorato durante future missioni spaziali.
Le indagini scientifiche possono portare a scoperte inaspettate. Ad esempio, la teoria sull’estinzione dei dinosauri non aviani causata da un asteroide o da una cometa è emersa proprio dalla ricerca volta a verificare se una supernova vicina potesse essere stata responsabile dell’estinzione.
Come disse una volta Carl Sagan, “Se vuoi preparare una torta di mele da zero, devi prima inventare l’universo”. Il coinvolgimento delle onde gravitazionali in processi chiave per la vita sulla Terra apre interessanti scenari di ricerca e riflessione.
L’articolo preprint completo è disponibile su ArXiv.org.
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