Dimitar Sasselov: Come abbiamo trovato centinaia di pianeti simili alla Terra.

Bene, sono veramente, veramente fortunato. Il mio discorso è già stato essenzialmente scritto da tre eventi storici che sono accaduti nel giro di pochi giorni negli ultimi due mesi -- a prima vista scollegati, ma come vedrete, tutti in effetti correlati alla storia che vi racconterò oggi. Il primo è stato un funerale -- ad essere precisi, un'esumazione. Il 22 Maggio, c'è stata l'esumazione a Frombork, Polonia di un astronomo del 16° secolo che cambiò il mondo a tutti gli effetti. Lo fece letteralmente sostituendo la Terra con il Sole al centro del Sistema Solare. E con questo atto apparentemente semplice diede il via ad una rivoluzione scientifica e tecnologica che molti chiamano la Rivoluzione Copernicana. Ora questo è ironicamente e molto appropriatamente il metodo con cui abbiamo trovato la sua tomba dato che, com'era usanza del tempo, Copernico fu in effetti semplicemente seppellito in una tomba anonima insieme ad altri 14 in quella cattedrale. L'analisi del DNA, uno dei marchi caratteristici della rivoluzione scientifica degli ultimi 400 anni che proprio lui ha iniziato è stato il modo con cui abbiamo scoperto quale gruppo di ossa appartengono veramente alla persona che lesse quei libri di astronomia che erano pieni di capelli caduti -- i capelli di Copernico -- ovviamente non molta altra gente si prendeva il disturbo di leggere quei libri. Questa corrispondenza non è ambigua Il DNA corrispondeva. Sappiamo quindi che questo è certamente Niccolò Copernico.

Ora la connessione tra biologia, DNA e vita è allettante quando si parla di Copernico perché, anche allora, i sui seguaci fecero velocemente il passaggio logico di chiedersi: se la Terra è solo un pianeta, allora che ne è dei pianeti intorno alle altre stelle? Che ne pensiamo dell'idea della pluralità di mondi, della vita sugli altri pianeti? In effetti, ora sto attingendo ad uno di quei libri molto famosi a quei tempi. E a quel tempo, la gente in effetti rispondeva a questa domanda positivamente, "Sì". Ma non c'erano prove. e iniziarono 400 anni di frustrazione, di sogni irrealizzati -- i sogni di Galileo, Giordano Bruno, molti altri, che non hanno mai portato alla risposta a queste domande fondamentali che l'umanità si è sempre posta. Cos'è la vita? Qual è l'origine della vita? Siamo soli? E questo in particolare è successo negli ultimi 10 anni, alla fine del 20° secolo quando gli sviluppi meravigliosi causati dalla biologia molecolare, la comprensione del codice della vita, il DNA, tutto questo sembrava in effetti portarci, non più vicino, ma più lontano dal rispondere a queste domanda fondamentali.

E ora la buona notizia. Molto è successo negli ultimi anni. Partiamo con i pianeti. Partiamo con la vecchia domanda Copernicana: Ci sono delle terre attorno alle altre stelle? e come abbiamo già sentito, c'è un metodo con cui stiamo provando e ora riusciamo a rispondere a questa domanda. È un nuovo telescopio. Il nostro team, giustamente penso, l'ha chiamato con il nome di uno di quei sognatori dell'era Copernicana, Johannes Kepler. E l'unico scopo di questo telescopio è andare là fuori a scoprire pianeti che orbitano attorno ad altre stelle della nostra galassia e dirci con che frequenza pianeti come la Terra si trovano là fuori -- Il telescopio è in realtà costruito in modo simile al ben conosciuto Telescopio Spaziale Hubble, a parte il fatto che ha una lente aggiuntiva -- una lente grandangolare, come la chiamerebbe un fotografo. E se, nei prossimi mesi, camminate fuori all'inizio della sera e guardate dritti all'insù e mettete il vostro palmo così, starete in effetti guardando la porzione di cielo in cui questo telescopio sta cercando pianeti giorno e notte, senza interruzione, per i prossimi quattro anni.

Il modo con cui lo facciamo è un metodo che chiamiamo: "metodo del transito". È una mini-eclissi che accade quando un pianeta passa davanti alla sua stella. Non tutti i pianeti sono fortuitamente orientati in modo da consentircelo, ma se hai milioni di stelle, troverai abbastanza pianeti. Come vedete in questa animazione, quello che Kepler individuerà è solo l'oscuramente della luce della stella. Non riusciremo a vedere un'immagine della stella e del pianeta come questa. Le stelle per Kepler sono solo punti di luce. Ma impareremo molto da questo, non solo che c'è un pianeta, ma anche la sua dimensione. Quanta luce è oscurata dipende da quanto è grande il pianeta. Conosceremo qualcosa dell'orbita, il periodo dell'orbita e così via. Quindi, cosa abbiamo imparato? bene, lasciate che vi guidi attraverso quello che osserviamo così capirete la notizia che sono qui a raccontarvi oggi.

Ciò che Kepler fa è scoprire molti candidati, che poi noi seguiamo e scopriamo se sono pianeti, li confermiamo come pianeti. In pratica ci dice che questa è la distribuzione dei pianeti per dimensioni. Ci sono pianeti piccoli, più grandi e grandi, okay. Quindi contiamo tanti, tantissimi pianeti, e sono di dimensioni diverse. Lo facciamo nel nostro sistema solare in effetti, anche ai tempi antichi il Sistema Solare in questo senso sarebbe apparso in un grafico come questo. Ci sarebbero stati i pianeti minori e quelli maggiori, anche ai tempi di Epicuro e certamente ai tempi di Copernico e dei sui seguaci. Sino ai tempi recenti, questo era il sistema solare -- quattro pianeti simili alla Terra, con piccolo raggio più piccoli di due volte la terra. e questi erano ovviamente: Mercurio, Venere, Marte, e certamente la Terra, e poi due grandi, pianeti giganti. Poi la rivoluzione Copernicana portò i telescopi. E ovviamente altri tre pianeti furono scoperti. Ora il numero totale di pianeti nel nostro sistema solare era nove. I pianeti minori dominavano, e c'era una certa armonia in tutto ciò che Copernico fu in effetti molto felice di notare, e di cui Keplero era uno dei maggiori propositori. Ora abbiamo Plutone che si aggiunge al numero dei pianeti minori. ma sino a letteralmente 15 anni fa, questo era tutto quello che sapevamo sui pianeti. E questo era motivo di frustrazione. Il sogno Copernicano era irrealizzato.

Infine, circa 15 anni fa, la tecnologia raggiunse un livello tale per cui potevamo scoprire un pianeta attorno ad altre stelle, e in effetti l'abbiamo fatto abbastanza bene. Nei successivi 15 anni, quasi 500 pianeti sono stati scoperti attorno ad altre stelle, con vari metodi. Sfortunatamente, come potete vedere, il quadro era del tutto differente. C'era ovviamente una spiegazione per questo. Vediamo solo grandi pianeti. Ecco perché la maggioranza di questi pianeti sono nella categoria dei "quasi Giove." Vedete, non siamo andati molto avanti. Siamo ancora fermi là dove era Copernico. Non avevamo alcuna prova che ci fossero pianeti come la Terra là fuori. E noi siamo interessati a pianeti come la Terra perché adesso abbiamo capito che la vita come sistema chimico ha veramente bisogno di un pianeta piccolo con acqua e rocce e con molta chimica complessa per originarsi, emergere, sopravvivere. E non avevamo prove di questo.

Quindi oggi, sono qui in effetti darvi un primo scorcio di quello che il nuovo telescopio, Kepler, è stato in grado di dirci nelle ultime settimane. ed ecco, siamo tornati all'armonia e alla realizzazione dei sogni di Copernico. Potete vedere qui, i piccoli pianeti dominano l'immagine. I pianeti che sono segnati "come la Terra", sono assolutamente di più degli altri pianeti che vediamo. E ora per la prima volta, possiamo dire che abbiamo molto più lavoro da fare a causa di ciò. Molti di questi sono candidati. Nei prossimi anni li verificheremo. Ma il risultato statistico è forte e chiaro. E il risultato statistico è che ci sono pianeti come la nostra Terra là fuori. La nostra stessa Via Lattea è ricca di questo tipo di pianeti.

Quindi la domanda è: qual è la prossima mossa? Beh, prima di tutto possiamo studiarli ora che sappiamo dove sono. E possiamo trovare quelli che definiremmo abitabili, intendendo che hanno condizioni simili alle condizioni che proviamo qui sulla Terra e dove molta chimica complessa può accadere. Quindi, possiamo stimare quanti di questi pianeti ci aspettiamo che la nostra Via Lattea contenga. E il numero, come potreste aspettarvi, è piuttosto strabiliante. Sono circa 100 milioni di pianeti È una splendida notizia. Perché? Perché con il nostro piccolo telescopio solo nei prossimi due anni, saremo in grado di identificarne almeno 60. È grandioso perché allora possiamo andare a studiarli -- da remoto, ovviamente -- con tutte le tecniche che abbiamo già testato negli ultimi cinque anni. Possiamo scoprire di cosa sono fatti, se l'atmosfera contiene acqua, anidride carbonica, metano. Sappiamo e ci aspettiamo di trovarlo.

È grandioso, ma non è tutta la notizia Non sono qui per questo Il motivo per cui sono qui è per dirvi che il prossimo passo è veramente la parte eccitante. Quello che questo passo ci consentirà di fare sta per arrivare. E qui entra in gioco la biologia -- la biologia, con la sua domanda di base, che rimane insoluta, e che è: "se c'è vita su altri pianeti, ci aspettiamo che sia vita come sulla Terra?" e lasciatemi subito precisare che, quando dico vita, non intendo "dolce vita", buona vita, vita umana. Intendo in effetti vita sulla Terra, passata e presente, dai microbi a noi esseri umani nella sua ricca diversità molecolare ciò che noi capiamo essere vita sulla Terra come un set di molecole e reazioni chimiche -- chiamiamo tutto questo, nel complesso, biochimica -- vita come un processo chimico, come fenomeno chimico.

Quindi la domanda è: questo fenomeno chimico è universale, o è qualcosa che dipende dal pianeta? È come la gravità, che è la stessa dappertutto nell'universo, o ci saranno tutta una serie di differenti biochimiche dovunque le troviamo? Dobbiamo capire che cosa stiamo cercando quando cerchiamo di farlo, E questa è una questione basilare cui non sappiamo ancora rispondere, ma stiamo provandoci -- ci stiamo provando - nei laboratori. Non abbiamo bisogno di andare nello spazio per rispondere a questa domanda. Quindi, questo è quello che stiamo cercando di fare. e questo è quello che molte persone stanno provando a fare e molte buone notizie arrivano da quella parte del ponte che stiamo cercando di costruire.

Questo è un esempio che vi voglio mostrare Quando pensiamo a cosa sia necessario per il fenomeno che chiamiamo vita, pensiamo alla compartimentazione, tenere le molecole che sono importanti per la vita in una membrana isolate dal resto dell'ambiente, ma comunque, in un ambiente in cui possono effettivamente moltiplicarsi insieme. E in uno dei nostri laboratori, quello di Jack Szostak, ci sono stati una serie di esperimenti negli ultimi quattro anni che hanno mostrato che gli ambienti -- che sono molto comuni sui pianeti, su certi tipi di pianeti come la Terra, dove ci sono un po' di acqua liquida e un po' di argilla, alla fine si arriva ad avere naturalmente molecole che spontaneamente formano bolle. Ma queste bolle hanno membrane molto simili alle membrane di ogni cella di ogni cosa cosa vivente sulla Terra Come questa. Ed in effetti aiutano le molecole, come acidi nucleici, come l'RNA e il DNA, a restare all'interno, svilupparsi, modificarsi, dividersi e fare alcuni dei processi che chiamiamo vita.

Ora questo è solo un esempio per indicarvi il percorso con il quale stiamo cercando di rispondere alla più ampia questione dell'universalità del fenomeno. E in un certo senso, potete pensare a questo lavoro che alcuni stanno iniziando a fare nel mondo come alla costruzione di un ponte, la costruzione di un ponte da entrambe le sponde. Da una parte, sulla sponda sinistra del fiume, ci sono le persone come me che studiano quei pianeti e provano a definirne gli ambienti. Non vogliamo andare alla cieca perché ci sono troppe possibilità e c'è troppo da testare in laboratorio, e non c'è abbastanza tempo "umano" per fare effettivamente tutti gli esperimenti. Quindi questo è ciò che stiamo costruendo sulla sponda sinistra. Dalla sponda destra del fiume ci sono gli esperimenti che vi ho appena mostrato, in cui abbiamo testato queste cose, e c'è scambio continuo, speriamo di incontrarci in mezzo un giorno.

Ma perché dovrebbe interessarvi tutto ciò? Cosa sto cercando di vendervi? un ponte a metà? sono così affascinante? Beh, ci sono molti motivi e ne avete sentito qualcuno nella presentazione corta di oggi. Questa comprensione della chimica può effettivamente aiutarci nelle nostre vite quotidiane. Ma c'è qualcosa di più profondo, qualcosa di profondo. e questo tema più nascosto e fondamentale è che la scienza sta ridefinendo il concetto di vita come lo conosciamo. E questo cambierà il nostro punto di vista sul mondo -- in modo non molto diverso da quello in cui 400 anni fa, fece l'atto di Copernico, che cambio il modo con cui consideriamo spazio e tempo. Adesso si tratta di qualcos'altro ma di ugualmente profondo. E la metà del tempo, ciò che è successo è che ha collegato questo tipo di senso di insignificanza dell'umanità, della Terra, in uno spazio più grande. E più impariamo, più questo sentimento è rinforzato. L'avete tutti imparato a scuola -- quanto piccola è la Terra paragonata all'universo immenso. E più grande è il telescopio, più grande diventa l'universo. Guardate quest'immagine del piccolo puntino blu. Questo pixel è la Terra. È la Terra come la conosciamo. È vista, in questo caso, da oltre l'orbita di Saturno. È veramente piccola. Lo sappiamo. Pensiamo alla vita come a tutto l'intero pianeta perché, in un certo senso, lo è. La biosfera è la dimensione della Terra. La vita sulla Terra è della dimensione della Terra. Confrontiamola al resto del mondo in termini di spazio. E se l'insignificanza Copernicana fosse totalmente errata? Ci renderebbe questo più responsabili di ciò che succede oggi? Proviamoci

Allora nello spazio, la Terra è molto piccola. Potete immaginarvi quanto piccola? Fatemi provare. Diciamo che questa è la dimensione dell'universo osservabile, con tutte le galassie con tutte le stelle, okay, da qui a qui Sapete che dimensione la vita avrebbe in questa cravatta? La dimensione di un unico singolo, piccolo atomo. È incredibilmente piccolo. Non possiamo immaginarlo. Voglio dire, potete vedere la cravatta, ma non potete neppure immaginare di vedere la dimensione di un singolo atomo. Ma non è tutta la storia, vedete. L'universo e la vita sono contemporaneamente nello spazio e nel tempo Se questa fosse l'età dell'universo, questo sarebbe l'età della vita sulla Terra. Pensate alle cose più antiche viventi sulla Terra, ma in proporzione cosmica Questo non è insignificante. Questo è molto significativo. Dunque la vita può essere insignificante per dimensione, ma non è insignificante nel tempo. La vita e l'universo si rapportano come un figlio e un genitore un genitore e la sua progenie.

Cosa ci insegna questo? Ci indica che il paradigma dell'insignificanza che in qualche modo abbiamo dedotto dal principio Copernicano è del tutto errato. C'è un immenso, fortissimo potenziale nella vita in questo universo -- specialmente ora che sappiamo che luoghi come la Terra sono frequenti. E questo potenziale, questo potenziale fenomenale, è anche il nostro potenziale, mio e vostro, E se dobbiamo essere i gestori del nostro pianeta Terra e della sua biosfera, dobbiamo comprendere meglio il significato cosmico e fare qualcosa in proposito. E la buona notizia è che possiamo in effetti fare qualcosa. allora facciamolo. Iniziamo questa nuova rivoluzione al termine di quella antica, usando la biologia "sintetica" come mezzo di trasformazione sia del nostro ambiente sia del nostro futuro. E speriamo di poter costruire questo ponte insieme e di incontrarci in mezzo

Grazie mille.

(Applausi)