I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
Sono contento di essere qui. Sono contento che siate qui, altrimenti sarebbe un po' strano. Sono contento che siamo tutti qui. E con "qui", non intendo qui. O qui. Ma qui. Intendo la Terra. E con "noi", non intendo noi qui nell'auditorium, ma la vita, tutta la vita sulla Terra --
(Laughter)
(Risate)
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
dalla vita complessa a quella monocellulare, dalle muffe ai funghi agli orsi volanti.
(Laughter)
(Risate)
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
La cosa interessante è che la Terra è l'unico luogo, per quanto ne sappiamo, in cui c'è vita -- 8,7 milioni di specie. Abbiamo cercato in altri luoghi, magari non tanto bene quanto avremmo potuto, ma abbiamo cercato e non abbiamo trovato niente; la Terra è l'unico luogo che conosciamo in cui c'è vita. La Terra è speciale? È una domanda a cui ho voluto trovare la risposta fin da piccolo, e ho il sospetto che l'80% di questo auditorium ha pensato la stessa cosa e ha cercato una risposta. Per capire se ci sono pianeti -- là fuori nel nostro sistema solare o oltre -- che siano adatti alla vita, il primo passo è capire cosa serve alla vita qui.
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
A quanto pare, delle 8,7 milioni di specie, alla vita servono tre cose. Da un lato, la vita sulla Terra ha bisogno di energia. La vita complessa come la nostra prende l'energia dal sole, ma la vita in profondità può ricavare l'energia dalle reazioni chimiche. Ci sono diverse fonti di energia disponibili su tutti i pianeti. D'altro canto, alla vita serve cibo, nutrimento. Una richiesta impegnativa, specialmente se vogliamo un succoso pomodoro.
(Laughter)
(Risate)
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
Tuttavia, tutta la vita sulla Terra trae nutrimento da sei sostanze chimiche, che si trovano su ogni corpo planetario del nostro sistema solare. Rimane quella cosa in mezzo la cosa più difficile da raggiungere. Non l'alce, ma l'acqua.
(Laughter)
(Risate)
Although moose would be pretty cool.
Anche se l'alce non sarebbe male.
(Laughter)
(Risate)
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
E non ghiaccio, non acqua allo stato gassoso, ma allo stato liquido. Questo serve alla vita per sopravvivere, a tutta la vita. E molti corpi del sistema solare non hanno acqua liquida, quindi lì non cerchiamo. Altri corpi del sistema solare potrebbero avere acqua in abbondanza, anche più della Terra, ma è intrappolata sotto una coltre di ghiaccio, e quindi difficile da raggiungere, è addirittura difficile capire se là sotto ci sia vita.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
Rimangono pochi corpi a cui pensare. Cerchiamo quindi di semplificare. Pensiamo solo all'acqua liquida sulla superficie di un pianeta. Ci sono solo tre corpi a cui pensare nel nostro sistema solare, che abbiano acqua liquida in superficie, e in ordine di distanza dal sole sono: Venere, Terra e Marte. Serve un'atmosfera perché l'acqua sia liquida. Dobbiamo stare molto attenti a quell'atmosfera. Non può essercene troppa, né essere troppo densa o troppo calda, altrimenti si finisce come Venere: troppo caldo, e non c'è acqua allo stato liquido. Ma se l'atmosfera non è sufficiente, troppo sottile e troppo fredda, si finisce come su Marte: troppo freddo. Quindi Venere è troppo caldo, Marte è troppo freddo, e la Terra ha la temperatura ideale. Guardate le immagini dietro di me e vedrete automaticamente dove la vita può sopravvivere nel nostro sistema solare. È un un problema tipo "Riccioli d'Oro", ed è così semplice che lo capirebbe un bambino.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
Tuttavia, vorrei ricordarvi due cose della storia di Riccioli d'Oro a cui forse non pensiamo spesso me che credo siano rilevanti in questo caso. Numero uno: se la ciotola di Mamma Orso è troppo fredda quando Riccioli d'Oro entra nella stanza, significa che è sempre stata troppo fredda? O potrebbe essere stata perfetta in un altro momento? È il momento in cui Riccioli d'Oro entra nella stanza a determinare la risposta che otteniamo nella storia. Lo stesso vale per i pianeti. Niente è statico. Cambiano. Variano. Si evolvono. E l'atmosfera fa lo stesso. Vi faccio un esempio.
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
Questa è una delle mie foto preferite di Marte. Non è ad altissima risoluzione, non è tra le più sexy, non è la più recente, ma mostra alvei fluviali che solcano la superficie del pianeta, scavati dall'acqua liquida in movimento; si formano in centinaia o migliaia o decine di migliaia di anni. Questo non può succedere su Marte oggi. L'atmosfera di Marte oggi è troppo sottile e troppo fredda perché l'acqua rimanga stabile allo stato liquido. Questa immagine vi dice che l'atmosfera di Marte è cambiata, ed è cambiata molto. È cambiata da uno stato che definiremmo abitabile, perché i tre requisiti per la vita c'erano tempo fa. Dov'è andata quell'atmosfera che aveva permesso all'acqua di essere liquida in superficie?
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Un'idea è che sia fuggita verso lo spazio. Le particelle atmosferiche avevano abbastanza energia per liberarsi dalla gravità del pianeta, fuggire nello spazio, per non tornare più. Questo succede in tutti i corpi con atmosfera. Le comete hanno la coda che sono un promemoria incredibilmente visibile di fuga dell'atmosfera. Ma anche Venere ha un'atmosfera che fugge con il tempo, e anche Marte e la Terra. È solo questione di grado e scale. Vorremmo capire quanta ne è fuggita con il tempo in modo da spiegare questa transizione.
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
L'atmosfera da dove prende l'energia per scappare? Le particelle, come prendono energia per liberarsi? Ci sono due modi, se vogliamo semplificare un po' le cose. Primo, la luce del sole. La luce emessa dal sole può essere assorbita dalle particelle atmosferiche e scaldare le particelle. Sì, sto ballando, ma --
(Laughter)
(Risate)
Oh my God, not even at my wedding.
O mio Dio, neanche al mio matrimonio.
(Laughter)
(Risate)
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Prendono abbastanza energia da scappare e liberarsi dalla gravità del pianeta, solo riscaldandosi. Un secondo modo per prendere l'energia è dal vento solare. Sono particelle, massa, materiale fuoriuscito dalla superficie del sole, e attraversano il sistema solare a 400 chilometri al secondo, talvolta più velocemente durante le tempeste solari, e sfrecciano per lo spazio interplanetario verso i pianeti e le loro atmosfere, e possono fornire energia anche per far fuggire le particelle atmosferiche.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
È una cosa che mi interessa, perché è collegato all'abitabilità. Ho citato due cose della storia di Riccioli d'Oro su cui volevo attirare l'attenzione e ricordare, e la seconda è un po' più sottile. Se la ciotola di Papà Orso è troppo calda, e la ciotola di Mamma Orso è troppo fredda, la ciotola di Orsetto non dovrebbe essere ancora più fredda se seguiamo la tendenza? Questa cosa che avete accettato tutta la vita, se ci pensate meglio, potrebbe non essere così semplice. Certamente, la distanza di un pianeta dal sole determina la sua temperatura. Deve avere un ruolo nell'abitabilità. Ma forse ci sono altre cose a cui dovremmo pensare. Forse sono le ciotole stesse che aiutano a definire il finale della storia, quello che va bene.
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
Potrei parlarvi di tante diverse caratteristiche di questi tre pianeti che potrebbero influenzare l'abitabilità, ma per motivi egoistici legati alla mia ricerca e il fatto che sono qui e faccio scorrere la presentazione e voi no --
(Laughter)
(Risate)
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
vorrei parlare per un paio di minuti dei campi magnetici. La Terra ne ha uno; Venere e Marte non he hanno. I campi magnetici sono generati dalle profondità del pianeta da un turbolento fluido conduttore di elettricità che crea questo grande campo magnetico che circonda la Terra. Se avete una bussola, sapete da che parte è il nord. Venere e Marte non ce l'hanno. Se avete una bussola su Venere e Marte, complimenti, vi siete persi.
(Laughter)
(Risate)
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
Questo influenza l'abitabilità? Come potrebbe? Molti scienziati pensano che un campo magnetico di un pianeta serva da scudo per l'atmosfera, deviando le particelle del vento solare intorno al pianeta come una specie di campo di forza che ha a che fare con la carica elettrica delle particelle. Mi piace vederlo come uno scudo da starnuti per pianeta.
(Laughter)
(Risate)
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
E sì, i miei colleghi che mi guarderanno si renderanno conto che per la prima volta nella storia della nostra comunità il vento solare è stato paragonato al muco.
(Laughter)
(Risate)
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
L'effetto è che la Terra potrebbe essere stata protetta per miliardi di anni, dal campo magnetico. L'atmosfera non è riuscita a scappare. Marte, d'altro canto, non è stata protetta per assenza di un campo magnetico, e in miliardi di anni, è stata portata via abbastanza atmosfera da passare dal pianeta abitabile al pianeta che vediamo oggi.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Altri scienziati pensano che i campi magnetici agiscano più come vele di una nave, permettendo al pianeta di interagire con più energia con il vento solare di quanto non possa interagire da solo. Le vele raccolgono l'energia dal vento solare. Il campo magnetico raccoglie energia dal vento solare che favorisce ancora di più la fuga dell'atmosfera. È un'idea che va testata, ma l'effetto e come funziona sembra evidente. Questo perché sappiamo che l'energia del vento solare viene depositata nell'atmosfera qui sulla Terra. L'energia viene condotta lungo le linee del campo magnetico verso le regioni polari, dando luogo a meravigliose aurore. Se non le avete mai viste, sono splendide. Sappiamo che entra energia. Stiamo cercando di misurare quante particelle escono e se il campo magnetico influisce in qualche modo.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Vi ho posto un problema, ma non ho ancora la soluzione. Non abbiamo una soluzione. Ma ci stiamo lavorando. Come ci stiamo lavorando? Abbiamo spedito veicoli spaziali sui tre pianeti. Alcuni oggi sono in orbita, compresa la sonda MAVEN che attualmente orbita intorno a Marte, in cui sono coinvolto e che è gestita da qui, dall'Università del Colorado. È progettata per misurare la fuga di atmosfera. Abbiamo misure simili da Venere e la Terra. Una volta che avremo tutti i dati, potremo combinarli tutti, e potremo capire come i tre pianeti interagiscono, con lo spazio circostante. E potremo decidere se i campi magnetici sono importanti per l'abitabilità oppure no.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
Una volta ottenuta quella risposta, perché dovrebbe importarci? Voglio dire, mi interessa molto... anche finanziariamente, ma profondamente.
(Laughter)
(Risate)
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
Prima di tutto, una risposta a questa domanda ci dirà di più su questi tre pianeti. Venere, Terra e Marte, non solo su come interagiscono con l'ambiente oggi, ma com'erano miliardi di anni fa, se erano abitabili tempo fa oppure no. Ci dirà delle atmosfere che ci circondano e che sono vicine. Inoltre, quello che impareremo da questi pianeti si può applicare ad altre atmosfere, compresi i pianeti che stiamo osservando intorno alle stelle. Per esempio, la sonda Kepler, costruita e controllata qui a Boulder, osserva una zona del cielo della dimensione di un francobollo, da un paio d'anni, e ha trovato migliaia di pianeti -- in una zona del cielo della dimensione di un francobollo che non crediamo sia molto diversa da qualunque altra parte del cielo.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
In 20 anni, siamo passati dal non sapere niente sui pianeti al di fuori del sistema solare, ad averne così tanti ora, da non sapere quale analizzare per primo. Qualunque cosa aiuterà. Infatti, sulla base di osservazioni prese da Kepler e altre osservazioni simili, ora crediamo, che dei 200 miliardi di stelle della sola Via Lattea, in media, ogni stella ha almeno un pianeta. Oltre a questo, le stime suggeriscono che ci siano dai 40 ai 100 miliardi di questi pianeti che definiremmo abitabili in una sola galassia.
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
Abbiamo le osservazioni di questi pianeti, ma non sappiamo ancora quali sono abitabili. È un po' come essere intrappolati su un punto rosso --
(Laughter)
(Risate)
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
su un palco e sapere che là fuori ci sono altri mondi e volere disperatamente saperne di più, volere interrogarli e scoprire se anche solo un paio di loro sono un po' come te. Non si può fare. Non ci si può ancora andare. Quindi si devono usare gli strumenti sviluppati per Venere, Terra e Marte, e si devono applicare ad altre situazioni, e sperare di fare deduzioni ragionevoli dai dati, e che sarai in grado di determinare i migliori candidati al pianeta abitabile, e quali non lo sono.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Alla fine, e almeno per ora, questo è il nostro punto rosso, proprio qui. È l'unico pianeta che sappiamo essere abitabile, anche se molto presto potremmo saperne di più. Ma per ora, questo è l'unico pianeta abitabile, e questo è il nostro punto rosso. Sono felice che siamo qui.
Thanks.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)