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Tag: Scienza, Spazio, Calcolo distribuito, Star Trek

Citizen Science

Con la diffusione di internet e l'aumento della potenza di calcolo dei computer, la scienza chiede sempre più aiuto ai cittadini della rete per fare nuove scoperte.
di Maurizio Ceravolo
Ieri ho letto un articolo su Repubblica che parla di Citizen Science. Molto interessante che consiglio a tutti di leggere.

Il Citizen Science fa riflettere molto sulle possibilità di utilizzo del calcolo distribuito, ma anche all'utilizzo distribuito delle teste delle persone. E questo è un argomento che a noi di ideativi interessa molto. Ma di questo ne parleremo più avanti.

Per Citizen Science si intende l'utilizzo da parte della scienza del contributo delle persone della rete. Il capostipite di questo genere di progetti è stato SETI@home. Il primo ed anche più grande progetto di calcolo distribuito portato avanti sulla rete. Il programma SETI nato nel 1974 si occupa di cercare segnali di vita intelligente nello spazio.

Si basa su un assunto. Per il calcolo delle probabilità risulta difficile pensare che la vita possa essersi sviluppata solo nel nostro pianeta. Solo nel nostro sistema solare, oltre alla Terra, la vita potrebbe essersi sviluppata, sotto forma di microorganismi, anche su Marte o sulla più grande luna di Saturno, Titano. Il problema è che non abbiamo ancora mandato sonde adatte a verificarlo. Per le conoscenze che abbiamo noi adesso, basandoci sulla Terra, la vita può svilupparsi solo in presenza di acqua. E su Marte e su Titano ci sono. Per questo la NASA cerca con tante missioni l'acqua su altri corpi celesti. Perchè l'acqua significa possibile vita, e significa anche la possibilità della colonizzazione umana. La scoperta di acqua su quella che credevamo arida, la Luna, pone le basi per una futura colonia terrestre sul nostro satellite.

La scoperta di poche settimane fa, sempre da parte della NASA, di un batterio in California che può basare il suo ciclo metabolico sull'arsenico, estende ulteriormente le possibilità della vita extraterrestre. Adesso la ricerca è confutata dall'ambiente scientifico, però se confermata è una scoperta straordinaria.

Come immaginato su Star Trek (sia in una puntata della prima serie degli anni sessanta, sia in una puntata della seconda serie Generations) la vita può basarsi anche su mattoni diversi da quelli che conosciamo sulla Terra. Nel telefilm si immaginavano forme di vita non basate sul carbonio, ma sul silicio, basandosi sul fatto che questo elemento ha caratteristiche simili al carbonio. La scoperta della NASA ci dice la stessa cosa. La vita può basarsi anche su altri mattoni. Quindi significa che possiamo andarla a cercare anche dove non avremmo mai pensato. Ad esempio, nell'atmosfera incandescente e velenosa di Venere.

Quindi se già abbiamo la possibilità di cercare la vita in tanti corpi celesti che orbitano intorno alla stella che si chiama Sole. Quanti ce ne potrebbero essere nella nostra galassia che contiene 100 miliardi di stelle? Per adesso abbiamo scoperto solo 500 pianeti extrasolari (e nessuno per adesso gemello della Terra), ma non perchè ce ne sono pochi, ma perchè a differenza delle stelle non emettono luce e sono molto difficili da rilevare. Con gli strumenti a disposizione non possiamo vederli direttamente, ma vediamo la loro presenza dai disturbi gravitazionali sulle stelle che osserviamo. Però il numero di pianeti scoperti nelle stelle vicine aumenta sempre di più, con l'aumento della sensibilità degli strumenti. E questo ci fa pensare che è molto probabile che ogni stella abbia un discreto numero di corpi che gli orbita intorno come nel sistema solare. Su 100 miliardi di stelle della nostra galassia fa un numero di corpi possibile enorme.

E solo nella nostra galassia. Nell'universo osservabile (dove arriviamo con la vista) ci sono più di 100 miliardi di galassie che vanno da pochi milioni fino a mille miliardi di stelle ciascuna. Intorno ad ognuna dei quali possono ruotare diversi pianeti. Il numero di posti dove cercare la vita è letteralmente astronomico.

Il programma SETI, basandosi su questi numeri, cerca la vita. Anche se la probabilità di svilupparsi forse bassissima, il numero di corpi celesti è così grande che è impossibile che ci sia solo un posto nell'universo dove si sia sviluppata.

E come fa questa ricerca? Cercando andamenti intelligenti nei segnali radio dello spazio. Noi terrestri sono quasi 80 anni che mandiamo segnali radio nello spazio. Inconsapevolmente all'inizio. Da quando è stata inventata la radio, abbiamo iniziato a propagare segnali che arrivano anche nello spazio ed adesso sono arrivati ad 80 anni luce della terra. Visto che il segnale radio si propaga alla velocità della luce. Altre forme di vita intelligenti potrebbero aver seguito il nostro stesso percorso, e quindi potrebbero aver anche loro propagato segnali. Il problema è che se hanno iniziato 200 anni fa e sono nella galassia di Andromeda che dista 4 milioni di anni luce, dobbiamo aspettare 4 milioni di anni per ricercerli. Ed inoltre cercare di distinguerli dal normale rumore dell'universo in quanto le stelle emettono segnali radio naturali molto più forti di qualunque sorgente artificiale ed inoltre qualsiasi segnale elettromagnetico perde potenza con il quadrato della distanza.

Quindi è molto difficile. Per fare questo bisogna avere parecchia potenza di calcolo per analizzare i dati provenienti dal radio telescopio di Arecibo nell'isola di Porto Rico. E la potenza di calcolo viene messa a disposizione attualmente da 3 milioni di cittadini della rete. Che installano lo screen saver di SETI@home e quando il computer è inutilizzato, lo screen saver scarica i dati da analizzare, li analizza e spedisce i risultati. Questo sistema mette a disposizione un enorme potenza di calcolo.

Come è spiegato nell'articolo di Repubblica, si sono moltiplicati progetti simili, anche in altri ambiti di ricerca, biologia, chimica, medicina..... Ma c'è di più. Adesso si inizia a chiedere la collaborazione attiva degli utenti della rete. Ad esempio nel programma Rosetta@home, gli utenti con un gioco devono riuscire ad incastrare le proteine come se fosse un tetris, per trovare le combinazioni ammissibili. Oppure su Galaxy Zoo gli utenti devono vedere foto di galassie e scegliere la forma fra diverse tipi di spirali ed ellissi. Cosa che sembra stupida a prima vista, ma molto importante per gli scienziati. La forma della galassia dà delle precise indicazioni sul suo stato evolutivo. Riuscire a classificare 100 miliardi di galassie è un impegno arduo, però farlo darebbe informazioni sullo stato evolutivo dell'universo.

A memoria ricordo anche il progetto Moon Zoo, che chiede agli utenti di contare il numero di crateri su una certa area della Luna. Anche questa è una cosa importante. Dato che sulla Luna non esiste erosione, perchè non c'è atmosfera, il numero di crateri di una cerca area, serve a stimare l'età di quella zona. Perchè avrà tanti più crateri, tanto è maggiore il tempo che è passato da quando si è formata.

La cosa interessante è chi contribuisce a fare una scoperta, verrà poi menzionato negli articoli scientifici ad essa correlati.

Quello che colpisce la mia attenzione, è che prima dell'esplosione del social, la scienza ha reso social la ricerca. Chiedendo prima un contributo passivo ai netizen con le loro risorse di calcolo, e poi un contributo attivo con le loro teste.

Di solito la scienza e la ricerca anticipano il mondo commerciale. A quando il Citizen Business? Magari sarà un tema del 2011.
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