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Spazio, scoperto baby buco nero
16/11/2010
Nasa: è il più giovane mai osservato
Il buco nero più giovane e vicino mai visto è stato scoperto dal telescopio della Nasa "Chandra". Secondo quanto riferito dagli esperti dell'agenzia spaziale americana, il buco nero avrebbe soltanto 30 anni. Si tratta di un risultato eccezionale, poiché è la prima volta che l'evoluzione di un oggetto simile è stata osservata fin dalla sua "infanzia". La scoperta confermerebbe l'ipotesi secondo cui i buchi neri sono generati dall'esplosione di supernovae.
La notizia è stata diffusa con grande entusiasmo direttamente dalla Nasa nel corso di una conferenza stampa. "Se la nostra interpretazione è corretta, questo è l'esempio più vicino nel quale viene osservata la nascita di un buco nero", ha spiegato il coordinatore della ricerca, Daniel Patnaude, del Centro americano Harvard-Smithsonian per l'Astrofisica.
Stando agli esperti, la scoperta di questo "buco nero" (si tratta dei resti della supernova SN1979C esplosa 50 milioni di anni
fa), consentirà agli scienziati di comprendere più facilmente le cause delle esplosioni delle stelle e il numero dei loro resti nella nostra galassia. L'oggetto celeste è stato individuato a 50 milioni di anni luce dalla Terra nell'Ammasso della Vergine grazie al telescopio spaziale a raggi X "Chandra".
Grazie ai dati raccolti sarà possibile analizzare più approfonditamente le ipotesi formulate sulla nascita dei buchi neri e sperimentarne la reale applicazione su un caso pratico. "E' un risultato interessante, ma ancora da studiare", ha commentato Luigi Stella, del comitato scientifico dell' Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf). "E' la conferma di un risultato ottenuto in molti anni: 30 anni fa è esplosa una stella in una galassia vicina alla nostra e i dati presentati oggi confermano che queste esplosioni sono il modo in cui nascono stelle neutroni e buchi neri - ha osservato -. Finora c'è stata un'evidenza molto chiara che da queste esplosioni si formano delle stelle di neutroni, ma il risultato presentato oggi sembra indicare che si sarebbe formato un buco nero".
http://www.tgcom.mediaset.it/mondo/articoli/articolo495965.shtml
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lunedì 10 gennaio 2011
martedì 5 febbraio 2008
IL VUOTO
IL VUOTO
1. COSA ERA IL VUOTO
Il concetto di vuoto è cambiato profondamente nel corso del tempo: per Aristotele, ad esempio, il vuoto non esisteva affatto. "La natura - egli diceva - aborre il vuoto". Il filosofo greco era giunto a questa conclusione dopo aver osservato che quando da un luogo veniva tolta tutta la materia, producendo appunto il vuoto, immediatamente nuova materia vi si precipitava a colmarlo; per Aristotele quindi la materia doveva essere ovunque.
Ancora oggi, nella pratica di tutti i giorni, definiamo il vuoto come il nulla. Se ad esempio un bicchiere contiene solo aria diciamo che è vuoto, pur sapendo che l'affermazione non è corretta, perché l'aria è materia anch'essa, seppure molto poco densa.
Il fatto che l'aria abbia una massa e sia quindi soggetta all'attrazione gravitazionale terrestre fu riconosciuto solo verso la metà del diciassettesimo secolo quando il fisico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) eseguì il famoso esperimento del tubo di vetro pieno di mercurio con l'estremità aperta posta all’interno di una vaschetta, anch'essa piena di mercurio. Fino a quel tempo era rimasta in auge la teoria aristotelica dell'«horror vacui».
Questa, come abbiamo detto, sosteneva che il vuoto non poteva esistere e che ovunque si fosse tentato di crearlo, immediatamente quel luogo sarebbe stato invaso dalla materia. In realtà molti fatti dell'esperienza quotidiana confermavano questa teoria, ma ogni tanto appariva qualche fenomeno al quale la stessa teoria non era in grado di dare risposta.
Uno di questi era la mancata estrazione dell'acqua da pozzi molto profondi per mezzo delle pompe aspiranti che erano costituite da un cilindro all'interno del quale, mosso da una leva, era libero di scorrere uno stantuffo che aderiva perfettamente alle pareti del suo contenitore. Abbassando la leva della pompa lo stantuffo veniva tirato verso l'alto lasciando uno spazio vuoto nella parte inferiore del cilindro. Pertanto, poiché la natura ha orrore del vuoto, se il tubo fosse stato collegato con una cisterna piena d'acqua, quest'ultima avrebbe dovuto innalzarsi in esso. E in effetti l'acqua si precipitava nel vuoto creato dallo stantuffo che si era alzato ma, qualora il dislivello fra l'acqua contenuta nella cisterna e la sommità del tubo fosse stata superiore ai 10 metri, l'acqua non sarebbe riuscita a superarlo, anche se la macchina aspirante fosse stata in perfetto stato e l’operatore si fosse impegnato a pompare con forza e a lungo.
Per quanto la cosa fosse nota da tempo, l'uomo prese coscienza di questa anomalia solo agli inizi del Seicento quando se ne occupò Galileo Galilei. L'occasione gliela offrì, nell'estate del 1630, un certo Giambattista Buliani, il quale gli scrisse da Genova per chiedergli lumi su di un fatto che gli era capitato di osservare. Egli raccontò in quella lettera di aver costruito un sifone che doveva servire per portare l'acqua al di là di un monte, ma questo sifone non funzionava. Riempitolo d'acqua, infatti, la stessa poi ricadeva da ambo le parti del tubo ricurvo, lasciando un vuoto all'interno della zona superiore, il quale non veniva più riempito dall'acqua.
Galilei gli rispose che a lui era capitato di assistere a qualche cosa di simile e che se gli fosse stato chiesto il parere prima della costruzione dell'impianto, avrebbe potuto fargli risparmiare la spesa, mostrandogli "l'impossibilità del quesito".
In realtà lo scienziato pisano, per spiegare l'anomalia del fenomeno osservato, aveva elaborato una teoria (sbagliata) la quale null’altro era che un ampliamento dell'idea aristotelica dell'«horror vacui». Egli pensava infatti che una colonna d'acqua troppo alta tendeva a spezzarsi sotto l'azione del suo stesso peso, così come si spezza una fune di materiale poco resistente quando, fissata in alto, viene tirata dal basso. Fu quindi proprio questa analogia fondata sull'esperienza osservativa a portare il Galilei fuori strada.
La questione venne risolta, come abbiamo accennato, qualche anno più tardi da un discepolo di Galilei, il fisico Evangelista Torricelli, il quale, in seguito alla sua famosissima “esperienza dell'argento vivo, ebbe concetto" che la forza che reggeva la colonna di mercurio all'interno del tubo di vetro non fosse dovuta all'«horror vacui», ma al peso dell'aria che gravava sul mercurio contenuto nella vaschetta sottostante. Allo stesso modo, l'acqua che sale nel tubo dal quale viene aspirata l'aria, vi sale non già perché deve andare a colmare il vuoto che la natura teme, ma perché viene spinta dalla pressione dell'aria che agisce sull'acqua contenuta nel pozzo.
Poiché si trattava semplicemente di stabilire un’uguaglianza tra pesi Torricelli pensò che non fosse indispensabile usare l’acqua e infatti giudicò più comodo sperimentare con il mercurio: riempì quindi con questa sostanza una provetta lunga un metro e con la sezione di un centimetro quadrato che poi rovesciò, tenendola ben chiusa con il pollice, in una vaschetta piena dello stesso metallo liquido. Tolto il dito dall’apertura del tubo, il mercurio scese fino a raggiungere l’altezza di circa 75 cm. Nei restanti 25 centimetri della provetta si era creato il vuoto, quello che ancora oggi si chiama “vuoto torricelliano”, anche se non si tratta di un vuoto vero e proprio poiché quello spazio contiene una piccola quantità di vapori di mercurio.
Torricelli non si limitò tuttavia a proporre una nuova ipotesi per spiegare il fenomeno che aveva osservato, ma suggerì anche un esperimento (che poi verrà realizzato da altri), che avrebbe potuto avvalorare o falsificare la sua idea. L'esperimento consisteva nel misurare l'altezza del mercurio all'interno del tubo di vetro in alta montagna. Se era vero che era l'aria che premeva sul mercurio contenuto nella vaschetta ad innalzare quello presente nel tubo di vetro, diminuendo il peso dell'aria sovrastante avrebbe dovuto diminuire anche il livello del mercurio all'interno del tubo di vetro. L'esperimento venne realizzato per la prima volta nel 1648 dal matematico francese Blaise Pascal e confermò la previsione del fisico italiano.
Questo è il vero significato che una nuova teoria scientifica deve contenere: essa non solo deve spiegare in modo chiaro e coerente i fatti da cui ha tratto origine, ma deve anche poter avanzare previsioni su comportamenti che saranno eventualmente verificati in un secondo momento. Con la nuova teoria proposta da Torricelli l'uomo fu in grado di giustificare correttamente i fenomeni fino ad allora conosciuti e inoltre di spiegarne un numero sempre più vasto di nuovi.
2. COSA E’ OGGI IL VUOTO
Oggi l’idea di una natura che ha orrore del vuoto è cambiata radicalmente: la natura non aborre affatto il vuoto anzi, l’Universo è quasi ovunque vuoto ed è semmai la materia che ora costituisce l’eccezione. In verità è la materia stessa praticamente vuota essendo la sua massa quasi interamente concentrata nei piccolissimi nuclei degli atomi che la costituiscono. Non solo, ma la vecchia idea di vuoto che veniva assimilato al nulla è cambiata pure essa.
La meccanica quantistica, ossia la teoria che descrive il comportamento originale e imprevedibile delle particelle subatomiche (elettroni, fotoni, quark, ecc.) ha una visione del tutto nuova di vuoto: essa lo immagina pervaso da continue fluttuazioni energetiche dalle quali si genera materia. Si può dunque dedurre che la materia e l’energia derivino dal nulla? Sì, purché materia ed energia che emergono dal nulla in modo spontaneo e senza motivo un istante dopo essere apparse vengano distrutte e ritornino nel nulla. Come è possibile?
Uno dei risultati più straordinari della fisica del microcosmo è l’avere scoperto che lo spazio vuoto non è affatto vuoto: appare tale solo perché la creazione e la distruzione incessante di particelle ed altre strane entità si verifica in esso su intervalli temporali brevissimi e tali comunque da non lasciare allo sperimentatore il tempo materiale per la loro rilevazione. Il vuoto sembra tranquillo e calmo su scala macroscopica come appare piatto e uniforme il mare visto da un aereo che vola ad alta quota mentre se si stesse su una barchetta esso si mostrerebbe ben diverso, con onde e flutti anche di notevoli proporzioni. Allo stesso modo, se lo potessimo guardare da vicino, il vuoto apparirebbe un mare in tempesta ribollente di ogni sorta di manifestazioni stravaganti, fenomeni che avverrebbero da sempre e in ogni dove. Oggi si ritiene non solo che la natura non abbia affatto paura del vuoto, ma che ogni cosa che esiste e che esisterà in futuro è stata ed è tuttora presente in forma virtuale nel nulla dello spazio.
Questa incredibile proprietà del vuoto scaturisce dalla combinazione della meccanica quantistica con la relatività di Einstein. Una conseguenza diretta della meccanica quantistica (o fisica dei quanti) è il principio di indeterminazione di Heisenberg il quale afferma che il mondo microscopico possiede un’incertezza di fondo: l’impossibilità di determinare con precisione assoluta i parametri fisici delle particelle di piccole dimensioni. Nel vuoto questa incertezza si manifesta sotto forma di piccole fluttuazioni energetiche che vanno e vengono senza sosta e che in parte si convertono in entità materiali. La teoria della relatività, attraverso la famosa equazione E=mc² (energia uguale massa per velocità della luce al quadrato), suggerisce infatti che l’energia possa trasformarsi in materia e viceversa. Per la precisione la materia si genera a partire dall’energia sotto forma di particella e antiparticella (ad esempio elettrone e positone insieme) dalla vita brevissima: per tale motivo esse vengono chiamate “virtuali”. Le particelle virtuali quanto più sono grandi tanto meno vivono, ma in quel breve lasso di tempo potrebbero anche diventare reali (cioè particelle effettive) se potessero disporre di una fonte di energia adeguata. Ma se le particelle virtuali non possono essere viste come facciamo a sapere che esistono? Ce lo garantisce la teoria, ancorché per la scienza la teoria non basti.
L’esistenza di coppie effimere particella-antiparticella nel vuoto può essere verificata sia pure indirettamente mediante esperimenti di alta precisione: è indispensabile innanzitutto cercare uno spazio vuoto entro il quale condurre l’esperimento. Il vuoto che riusciamo a creare con le tecniche disponibili non è sufficiente perché quello spazio non è affatto vuoto. Con la classica pompa per vuoto, in funzione nei gabinetti scientifici di molte scuole, si ottiene solo aria rarefatta. Un risultato migliore si ottiene con pompe rotative o con le più moderne pompe criogeniche che condensano i gas su superfici freddissime e poi li eliminano. Tuttavia, per quanto ci si impegni, all’interno del recipiente nel quale si cerca di creare il vuoto resterebbero sempre alcune decine di migliaia di particelle per centimetro cubo, poche rispetto ai miliardi di miliardi che affollano lo stesso volume in condizioni normali ma sempre troppe per considerare vuoto quello spazio. Per ottenere qualche cosa di meglio ci si dovrebbe trasferire nello spazio dove il vuoto è molto più spinto di quello ottenibile in qualsiasi laboratorio terrestre. Anche il vuoto cosmico tuttavia non è del tutto vuoto: qualche elettrone, qualche atomo o rari granellini di polvere finissima si incontrano anche da quelle parti. Tuttavia nello spazio interstellare vi è molto poca materia tanto che per raggranellarne un grammo si dovrebbe rastrellare uno spazio grande come il nostro pianeta.
Per il nostro esperimento nemmeno lo spazio cosmico andrebbe bene: servirebbe un vuoto assoluto e uno spazio con quelle caratteristiche è stato individuato all’interno dell’atomo le cui particelle costitutive (nucleo ed elettroni che gli girano intorno) sono migliaia di volte più piccole dell’atomo intero: ragione per cui l’edificio nel suo complesso appare vuoto. Ebbene, proprio nel vuoto presente fra il nucleo centrale e gli elettroni che si muovono intorno ad esso si vengono a creare particelle virtuali che, come abbiamo detto, è impossibile vedere direttamente ma i cui effetti sono misurabili sugli elettroni periferici dell’atomo stesso.
L’esperimento venne portato a termine, nell’immediato dopo guerra, utilizzando alcune tecniche di precisione che furono messe a punto nel corso del secondo conflitto mondiale dal fisico sperimentale Willis Lamb. Egli misurò piccole variazioni orbitali dell’elettrone dell’atomo di idrogeno le quali venivano poi confrontate con i calcoli teorici basati sulla elettrodinamica quantistica. Se i calcoli non avessero tenuto conto della comparsa e della successiva scomparsa di una coppia particella-antiparticella virtuale, ci sarebbe stata discordanza fra predizioni teoriche e osservazioni sperimentali. Questa discordanza invece non c’era e l’orbita dell’elettrone calcolata sulla carta si accordava perfettamente con le misurazioni effettuate da Lamb a dimostrazione del fatto che le particelle virtuali che affollano il vuoto producono effetti reali sulla materia.
Una seconda convalida del nuovo modo di concepire il vuoto si ebbe all’interno dei ciclotroni, le macchine nelle quali vengono accelerate le particelle subatomiche per poi farle scontrare fra di loro. Lanciando gli uni contro gli altri, elettroni e positoni, (cioè materia ed antimateria) l’energia che scaturisce dalla loro annichilazione è sufficiente per rendere reali le particelle virtuali fluttuanti nel vuoto. In questo modo venne creato uno dei tre quark esistenti (il charm) con il corrispondente antiquark. I fisici confidano con queste tecniche di tirare fuori dal vuoto nuove forme di materia ancora sconosciute.
Dal vuoto sarebbe addirittura nato l’Universo intero. Non è infatti da escludere che anche il Cosmo si sia materializzato dal nulla in seguito ad una gigantesca fluttuazione quantistica del vuoto: le leggi della fisica, come abbiamo visto, non escludono una simile eventualità.
http://www.cosediscienza.it/fisica/06_vuoto.htm
1. COSA ERA IL VUOTO
Il concetto di vuoto è cambiato profondamente nel corso del tempo: per Aristotele, ad esempio, il vuoto non esisteva affatto. "La natura - egli diceva - aborre il vuoto". Il filosofo greco era giunto a questa conclusione dopo aver osservato che quando da un luogo veniva tolta tutta la materia, producendo appunto il vuoto, immediatamente nuova materia vi si precipitava a colmarlo; per Aristotele quindi la materia doveva essere ovunque.
Ancora oggi, nella pratica di tutti i giorni, definiamo il vuoto come il nulla. Se ad esempio un bicchiere contiene solo aria diciamo che è vuoto, pur sapendo che l'affermazione non è corretta, perché l'aria è materia anch'essa, seppure molto poco densa.
Il fatto che l'aria abbia una massa e sia quindi soggetta all'attrazione gravitazionale terrestre fu riconosciuto solo verso la metà del diciassettesimo secolo quando il fisico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) eseguì il famoso esperimento del tubo di vetro pieno di mercurio con l'estremità aperta posta all’interno di una vaschetta, anch'essa piena di mercurio. Fino a quel tempo era rimasta in auge la teoria aristotelica dell'«horror vacui».
Questa, come abbiamo detto, sosteneva che il vuoto non poteva esistere e che ovunque si fosse tentato di crearlo, immediatamente quel luogo sarebbe stato invaso dalla materia. In realtà molti fatti dell'esperienza quotidiana confermavano questa teoria, ma ogni tanto appariva qualche fenomeno al quale la stessa teoria non era in grado di dare risposta.
Uno di questi era la mancata estrazione dell'acqua da pozzi molto profondi per mezzo delle pompe aspiranti che erano costituite da un cilindro all'interno del quale, mosso da una leva, era libero di scorrere uno stantuffo che aderiva perfettamente alle pareti del suo contenitore. Abbassando la leva della pompa lo stantuffo veniva tirato verso l'alto lasciando uno spazio vuoto nella parte inferiore del cilindro. Pertanto, poiché la natura ha orrore del vuoto, se il tubo fosse stato collegato con una cisterna piena d'acqua, quest'ultima avrebbe dovuto innalzarsi in esso. E in effetti l'acqua si precipitava nel vuoto creato dallo stantuffo che si era alzato ma, qualora il dislivello fra l'acqua contenuta nella cisterna e la sommità del tubo fosse stata superiore ai 10 metri, l'acqua non sarebbe riuscita a superarlo, anche se la macchina aspirante fosse stata in perfetto stato e l’operatore si fosse impegnato a pompare con forza e a lungo.
Per quanto la cosa fosse nota da tempo, l'uomo prese coscienza di questa anomalia solo agli inizi del Seicento quando se ne occupò Galileo Galilei. L'occasione gliela offrì, nell'estate del 1630, un certo Giambattista Buliani, il quale gli scrisse da Genova per chiedergli lumi su di un fatto che gli era capitato di osservare. Egli raccontò in quella lettera di aver costruito un sifone che doveva servire per portare l'acqua al di là di un monte, ma questo sifone non funzionava. Riempitolo d'acqua, infatti, la stessa poi ricadeva da ambo le parti del tubo ricurvo, lasciando un vuoto all'interno della zona superiore, il quale non veniva più riempito dall'acqua.
Galilei gli rispose che a lui era capitato di assistere a qualche cosa di simile e che se gli fosse stato chiesto il parere prima della costruzione dell'impianto, avrebbe potuto fargli risparmiare la spesa, mostrandogli "l'impossibilità del quesito".
In realtà lo scienziato pisano, per spiegare l'anomalia del fenomeno osservato, aveva elaborato una teoria (sbagliata) la quale null’altro era che un ampliamento dell'idea aristotelica dell'«horror vacui». Egli pensava infatti che una colonna d'acqua troppo alta tendeva a spezzarsi sotto l'azione del suo stesso peso, così come si spezza una fune di materiale poco resistente quando, fissata in alto, viene tirata dal basso. Fu quindi proprio questa analogia fondata sull'esperienza osservativa a portare il Galilei fuori strada.
La questione venne risolta, come abbiamo accennato, qualche anno più tardi da un discepolo di Galilei, il fisico Evangelista Torricelli, il quale, in seguito alla sua famosissima “esperienza dell'argento vivo, ebbe concetto" che la forza che reggeva la colonna di mercurio all'interno del tubo di vetro non fosse dovuta all'«horror vacui», ma al peso dell'aria che gravava sul mercurio contenuto nella vaschetta sottostante. Allo stesso modo, l'acqua che sale nel tubo dal quale viene aspirata l'aria, vi sale non già perché deve andare a colmare il vuoto che la natura teme, ma perché viene spinta dalla pressione dell'aria che agisce sull'acqua contenuta nel pozzo.
Poiché si trattava semplicemente di stabilire un’uguaglianza tra pesi Torricelli pensò che non fosse indispensabile usare l’acqua e infatti giudicò più comodo sperimentare con il mercurio: riempì quindi con questa sostanza una provetta lunga un metro e con la sezione di un centimetro quadrato che poi rovesciò, tenendola ben chiusa con il pollice, in una vaschetta piena dello stesso metallo liquido. Tolto il dito dall’apertura del tubo, il mercurio scese fino a raggiungere l’altezza di circa 75 cm. Nei restanti 25 centimetri della provetta si era creato il vuoto, quello che ancora oggi si chiama “vuoto torricelliano”, anche se non si tratta di un vuoto vero e proprio poiché quello spazio contiene una piccola quantità di vapori di mercurio.
Torricelli non si limitò tuttavia a proporre una nuova ipotesi per spiegare il fenomeno che aveva osservato, ma suggerì anche un esperimento (che poi verrà realizzato da altri), che avrebbe potuto avvalorare o falsificare la sua idea. L'esperimento consisteva nel misurare l'altezza del mercurio all'interno del tubo di vetro in alta montagna. Se era vero che era l'aria che premeva sul mercurio contenuto nella vaschetta ad innalzare quello presente nel tubo di vetro, diminuendo il peso dell'aria sovrastante avrebbe dovuto diminuire anche il livello del mercurio all'interno del tubo di vetro. L'esperimento venne realizzato per la prima volta nel 1648 dal matematico francese Blaise Pascal e confermò la previsione del fisico italiano.
Questo è il vero significato che una nuova teoria scientifica deve contenere: essa non solo deve spiegare in modo chiaro e coerente i fatti da cui ha tratto origine, ma deve anche poter avanzare previsioni su comportamenti che saranno eventualmente verificati in un secondo momento. Con la nuova teoria proposta da Torricelli l'uomo fu in grado di giustificare correttamente i fenomeni fino ad allora conosciuti e inoltre di spiegarne un numero sempre più vasto di nuovi.
2. COSA E’ OGGI IL VUOTO
Oggi l’idea di una natura che ha orrore del vuoto è cambiata radicalmente: la natura non aborre affatto il vuoto anzi, l’Universo è quasi ovunque vuoto ed è semmai la materia che ora costituisce l’eccezione. In verità è la materia stessa praticamente vuota essendo la sua massa quasi interamente concentrata nei piccolissimi nuclei degli atomi che la costituiscono. Non solo, ma la vecchia idea di vuoto che veniva assimilato al nulla è cambiata pure essa.
La meccanica quantistica, ossia la teoria che descrive il comportamento originale e imprevedibile delle particelle subatomiche (elettroni, fotoni, quark, ecc.) ha una visione del tutto nuova di vuoto: essa lo immagina pervaso da continue fluttuazioni energetiche dalle quali si genera materia. Si può dunque dedurre che la materia e l’energia derivino dal nulla? Sì, purché materia ed energia che emergono dal nulla in modo spontaneo e senza motivo un istante dopo essere apparse vengano distrutte e ritornino nel nulla. Come è possibile?
Uno dei risultati più straordinari della fisica del microcosmo è l’avere scoperto che lo spazio vuoto non è affatto vuoto: appare tale solo perché la creazione e la distruzione incessante di particelle ed altre strane entità si verifica in esso su intervalli temporali brevissimi e tali comunque da non lasciare allo sperimentatore il tempo materiale per la loro rilevazione. Il vuoto sembra tranquillo e calmo su scala macroscopica come appare piatto e uniforme il mare visto da un aereo che vola ad alta quota mentre se si stesse su una barchetta esso si mostrerebbe ben diverso, con onde e flutti anche di notevoli proporzioni. Allo stesso modo, se lo potessimo guardare da vicino, il vuoto apparirebbe un mare in tempesta ribollente di ogni sorta di manifestazioni stravaganti, fenomeni che avverrebbero da sempre e in ogni dove. Oggi si ritiene non solo che la natura non abbia affatto paura del vuoto, ma che ogni cosa che esiste e che esisterà in futuro è stata ed è tuttora presente in forma virtuale nel nulla dello spazio.
Questa incredibile proprietà del vuoto scaturisce dalla combinazione della meccanica quantistica con la relatività di Einstein. Una conseguenza diretta della meccanica quantistica (o fisica dei quanti) è il principio di indeterminazione di Heisenberg il quale afferma che il mondo microscopico possiede un’incertezza di fondo: l’impossibilità di determinare con precisione assoluta i parametri fisici delle particelle di piccole dimensioni. Nel vuoto questa incertezza si manifesta sotto forma di piccole fluttuazioni energetiche che vanno e vengono senza sosta e che in parte si convertono in entità materiali. La teoria della relatività, attraverso la famosa equazione E=mc² (energia uguale massa per velocità della luce al quadrato), suggerisce infatti che l’energia possa trasformarsi in materia e viceversa. Per la precisione la materia si genera a partire dall’energia sotto forma di particella e antiparticella (ad esempio elettrone e positone insieme) dalla vita brevissima: per tale motivo esse vengono chiamate “virtuali”. Le particelle virtuali quanto più sono grandi tanto meno vivono, ma in quel breve lasso di tempo potrebbero anche diventare reali (cioè particelle effettive) se potessero disporre di una fonte di energia adeguata. Ma se le particelle virtuali non possono essere viste come facciamo a sapere che esistono? Ce lo garantisce la teoria, ancorché per la scienza la teoria non basti.
L’esistenza di coppie effimere particella-antiparticella nel vuoto può essere verificata sia pure indirettamente mediante esperimenti di alta precisione: è indispensabile innanzitutto cercare uno spazio vuoto entro il quale condurre l’esperimento. Il vuoto che riusciamo a creare con le tecniche disponibili non è sufficiente perché quello spazio non è affatto vuoto. Con la classica pompa per vuoto, in funzione nei gabinetti scientifici di molte scuole, si ottiene solo aria rarefatta. Un risultato migliore si ottiene con pompe rotative o con le più moderne pompe criogeniche che condensano i gas su superfici freddissime e poi li eliminano. Tuttavia, per quanto ci si impegni, all’interno del recipiente nel quale si cerca di creare il vuoto resterebbero sempre alcune decine di migliaia di particelle per centimetro cubo, poche rispetto ai miliardi di miliardi che affollano lo stesso volume in condizioni normali ma sempre troppe per considerare vuoto quello spazio. Per ottenere qualche cosa di meglio ci si dovrebbe trasferire nello spazio dove il vuoto è molto più spinto di quello ottenibile in qualsiasi laboratorio terrestre. Anche il vuoto cosmico tuttavia non è del tutto vuoto: qualche elettrone, qualche atomo o rari granellini di polvere finissima si incontrano anche da quelle parti. Tuttavia nello spazio interstellare vi è molto poca materia tanto che per raggranellarne un grammo si dovrebbe rastrellare uno spazio grande come il nostro pianeta.
Per il nostro esperimento nemmeno lo spazio cosmico andrebbe bene: servirebbe un vuoto assoluto e uno spazio con quelle caratteristiche è stato individuato all’interno dell’atomo le cui particelle costitutive (nucleo ed elettroni che gli girano intorno) sono migliaia di volte più piccole dell’atomo intero: ragione per cui l’edificio nel suo complesso appare vuoto. Ebbene, proprio nel vuoto presente fra il nucleo centrale e gli elettroni che si muovono intorno ad esso si vengono a creare particelle virtuali che, come abbiamo detto, è impossibile vedere direttamente ma i cui effetti sono misurabili sugli elettroni periferici dell’atomo stesso.
L’esperimento venne portato a termine, nell’immediato dopo guerra, utilizzando alcune tecniche di precisione che furono messe a punto nel corso del secondo conflitto mondiale dal fisico sperimentale Willis Lamb. Egli misurò piccole variazioni orbitali dell’elettrone dell’atomo di idrogeno le quali venivano poi confrontate con i calcoli teorici basati sulla elettrodinamica quantistica. Se i calcoli non avessero tenuto conto della comparsa e della successiva scomparsa di una coppia particella-antiparticella virtuale, ci sarebbe stata discordanza fra predizioni teoriche e osservazioni sperimentali. Questa discordanza invece non c’era e l’orbita dell’elettrone calcolata sulla carta si accordava perfettamente con le misurazioni effettuate da Lamb a dimostrazione del fatto che le particelle virtuali che affollano il vuoto producono effetti reali sulla materia.
Una seconda convalida del nuovo modo di concepire il vuoto si ebbe all’interno dei ciclotroni, le macchine nelle quali vengono accelerate le particelle subatomiche per poi farle scontrare fra di loro. Lanciando gli uni contro gli altri, elettroni e positoni, (cioè materia ed antimateria) l’energia che scaturisce dalla loro annichilazione è sufficiente per rendere reali le particelle virtuali fluttuanti nel vuoto. In questo modo venne creato uno dei tre quark esistenti (il charm) con il corrispondente antiquark. I fisici confidano con queste tecniche di tirare fuori dal vuoto nuove forme di materia ancora sconosciute.
Dal vuoto sarebbe addirittura nato l’Universo intero. Non è infatti da escludere che anche il Cosmo si sia materializzato dal nulla in seguito ad una gigantesca fluttuazione quantistica del vuoto: le leggi della fisica, come abbiamo visto, non escludono una simile eventualità.
http://www.cosediscienza.it/fisica/06_vuoto.htm
LONTANO NELLO SPAZIO-LONTANO NEL TEMPO
Non è possibile vedere le cose così come effettivamente sono nel momento stesso in cui le si osserva. Ciò dipende dal fatto che la luce ha una velocità finita, anche se incredibilmente elevata. Questa velocità è di 300.000 kilometri al secondo, e rappresenta la velocità massima a cui i corpi materiali possono viaggiare.
Come tutti sanno, noi vediamo un oggetto perché la luce che parte da quell'oggetto colpisce i nostri occhi. E poiché ci vuole del tempo affinché la luce possa coprire la distanza che separa l'oggetto dai nostri occhi, è evidente che noi vedremo sempre le cose non come sono attualmente, ma come erano in passato.
Naturalmente molto dipende dalla distanza a cui si trova l'oggetto che stiamo osservando. Se ciò che si osserva è vicino, come una qualsiasi cosa che si trova sulla Terra, possiamo tranquillamente affermare che l'oggetto che stiamo osservando in questo momento è praticamente identico a come era nell'istante stesso in cui da esso è partita la luce. Quando però si osservano oggetti che stanno nello spazio lontani dalla Terra, il fatto potrebbe essere di un certo interesse perché la luce, prima di giungere ai nostri occhi, potrebbe aver viaggiato anche per molto tempo, e l'oggetto che si sta osservando in quell'istante potrebbe essere molto diverso da come era nel momento in cui da esso partì la luce.
1. VEDERE NEL PASSATO
La luce che proviene dalla Luna, per esempio, impiega poco più di un secondo per giungere sulla Terra e pertanto quando si osserva il nostro satellite naturale in realtà lo si vede come era un secondo prima. Il fenomeno, in questo caso, è privo di conseguenze importanti in quanto sappiamo che la Luna, un secondo prima, era esattamente identica a quella che si vede un secondo dopo, e per sincerarsene basta aspettare appunto un secondo.
Tuttavia, un fatto curioso, conseguente alla distanza che intercorre fra Terra e Luna, accadde in occasione della prima spedizione sul nostro satellite di una navetta con equipaggio a bordo. In quella circostanza fra gli astronauti e i tecnici di Cape Canaveral vi fu uno scambio di messaggi radio al quale assistette anche il pubblico televisivo. Allora fu possibile notare che le risposte degli astronauti venivano fornite con leggero ritardo rispetto al momento in cui da Terra i tecnici avevano terminato di formulare la domanda. Ciò era dovuto al fatto che il messaggio radio, che viaggia anch'esso alla velocità della luce, per giungere sulla Luna alle orecchie degli astronauti, impiegava circa un secondo. Un altro secondo, poi, era necessario affinché il segnale giungesse dalla Luna alla Terra. Quindi, dopo che da Terra i tecnici avevano finito di parlare, alla televisione si poteva notare che gli astronauti rimanevano, per alcuni istanti, silenziosi e attoniti prima di fornire la risposta.
La luce del Sole impiega otto minuti per raggiungerci e in questo caso il fatto potrebbe avere un certo interesse perché noi vediamo il Sole sempre come era otto minuti prima. Se il Sole all'improvviso si spegnesse, o addirittura, per qualche evento misterioso, scomparisse del tutto, noi continueremmo non solo a scaldarci ai suoi raggi per altri otto minuti, ma anche a girargli intorno come se niente fosse successo: le onde gravitazionali che attraggono i corpi massicci viaggiano infatti anch'esse alla velocità della luce. Solo dopo otto minuti dalla sparizione del Sole piomberemmo nell'oscurità più completa, voleremmo via nello spazio lungo la tangente e verremmo drammaticamente a conoscenza del fatto che il Sole è sparito dalla sua posizione naturale.
La luce che ci giunge dalle stelle può impiegare centinaia o anche migliaia di anni per coprire lo spazio che ci separa da esse. La Stella Polare, ad esempio, si trova a trecento anni luce di distanza, e la sua luce impiega quindi trecento anni per giungere fino a noi. (L'anno luce è un'unità di misura a cui in astronomia si fa frequentemente ricorso: esso corrisponde alla distanza che la luce percorre in un anno, ossia circa 10 mila miliardi di kilometri.) Pertanto, quando osserviamo la Stella Polare, vediamo in realtà un oggetto così come era trecento anni fa. Oggi quell'oggetto potrebbe essere del tutto diverso, sicuramente spostato in un'altra zona del cielo, ma potrebbe anche non esserci più.
Le galassie sono ancora più lontane. Andromeda, che è la galassia di grandi dimensioni più vicina alla Terra (ed è anche il corpo più lontano che si riesca a vedere ad occhio nudo), dista da noi un paio di milioni di anni luce; quindi, oggi, la vediamo come era due milioni di anni fa. Chissà quante cose sono cambiate in Andromeda dal giorno in cui da essa partì la luce che solo ora giunge sulla Terra!
Ci sono galassie osservabili anche a distanze di 10 o 12 miliardi di anni luce, dalle quali la luce diretta verso il nostro pianeta partì quando in realtà la Terra, che ha solo 4,5 miliardi di anni di vita, ancora non esisteva. Poiché si calcola che questi enormi ammassi di stelle si formarono miliardi di anni fa, noi, quando osserviamo galassie a distanze tanto grandi, le osserviamo in realtà come erano nella loro infanzia. Purtroppo, la visione che si ha di oggetti molto lontani è imperfetta e anche povera di particolari. Questo fatto rappresenta una forte limitazione, perché altrimenti, osservando i raggruppamenti di stelle in formazione, potremmo trarre indicazioni molto utili relativamente ai primi momenti di vita delle galassie e dell'Universo intero.
2. LA "LUCE LENTA"
Guardare lontano nello spazio vuol dire quindi guardare indietro nel tempo. Ciò dipende, come abbiamo visto, dal fatto che la luce ha una velocità finita, anche se molto elevata. Ma quale visione del mondo si avrebbe se la luce viaggiasse a velocità più bassa? Per farcene un'idea proviamo ad immaginare di vivere in un mondo in cui la luce viaggi a 300 metri all'ora invece che a 300.000 kilometri al secondo. Che cosa si vedrebbe ad esempio assistendo ad una partita di calcio? (Qui naturalmente dovremo supporre che non valgano le limitazioni della relatività di Einstein, per le quali niente può viaggiare più veloce della luce altrimenti non solo i giocatori in campo, ma noi stessi ci muoveremmo più lentamente delle lumache).
Innanzitutto si potrebbe tranquillamente arrivare allo stadio con mezz'ora di ritardo senza rischiare di perdere l'azione più importante della partita perché l'immagine del calcio d'inizio arriverebbe agli occhi dello spettatore, che ha trovato posto nelle gradinate di curva, dopo circa mezz'ora dall'inizio della partita stessa. Il centro del campo, che è il punto da cui ha inizio l'incontro, si trova infatti normalmente a più di cento metri di distanza dalla curva dello stadio e la luce, da quel luogo, impiegherebbe quasi mezz'ora per giungere fino al posto in cui si è sistemato il nostro spettatore.
Durante la partita si assisterebbe poi a scene che si potrebbero definire quanto meno bizzarre. Per esempio, si potrebbe assistere all'espulsione di un giocatore e successivamente vedere lo stesso giocatore segnare un gol. Infatti, se l'espulsione del calciatore avvenisse nella zona del campo vicina alla curva in cui aveva trovato posto il nostro ipotetico osservatore e il gol venisse segnato nella porta più lontana dalla curva stessa, le due azioni sarebbero avvenute in realtà in tempi diversi, e più esattamente l'azione del gol si sarebbe svolta precedentemente a quella dell'espulsione. Però, a causa della velocità della luce, che percorre 300 metri all’ora, agli occhi dello spettatore sarebbe arrivata prima l'immagine relativa all'espulsione (più vicina) e successivamente quella del gol (più lontana).
Questa sarebbe una violazione palese della "casualità", cioè di quel principio secondo il quale la causa deve precedere l'effetto e non viceversa. Nel nostro esempio il giocatore sarebbe la causa e il gol l'effetto ed è assurdo che un gol possa essere segnato da un giocatore che non è in campo. Pertanto dobbiamo dedurre che il ribaltamento del principio di casualità è stato possibile solo perché abbiamo consentito al giocatore di muoversi al rallentatore. Ecco perché violare la legge di relatività di Einstein è impossibile: ne deriverebbe un rovesciamento della casualità; e quindi il caos.
Guardando il campo di gioco, non si vedrebbe quindi lo svolgimento di azioni in rapida successione, ma fasi di gioco confuse avvenute in tempi diversi e precisamente le azioni che hanno avuto luogo nelle zone più lontane del campo sarebbero quelle che si sono svolte prima nel tempo.
Infine, guardando fuori dal campo di gioco, in una strada lontana, il nostro spettatore potrebbe vedere sé stesso che si dirige verso lo stadio dopo aver consumato il caffè al bar dello sport.
3. L'ORIZZONTE COSMICO
A scene dello stesso tipo si assiste guardando il cielo: gli oggetti più lontani ci inviano informazioni più vecchie di quelli più vicini. Quando ad esempio si osserva l'esplosione di una supernova, siamo certi che quel fenomeno si è verificato molto tempo prima del momento in cui si è compiuta l'osservazione, proprio come quando, allo stadio di quel mondo in cui la luce viaggia a velocità ridotta, si assiste alla realizzazione del gol.
Nel 1987, nella Grande Nube di Magellano, una piccola galassia (nonostante il nome) lontana da noi 150 mila anni luce, esplose una supernova. Si trattò di un fatto eccezionale, perché l'ultima supernova esplosa nelle nostre vicinanze fu quella osservata nel 1604, quando l'uomo non era ancora entrato in possesso di strumenti adeguati all'osservazione del cielo e il fenomeno poté essere osservato solo ad occhio nudo. Il cannocchiale venne utilizzato, per la prima volta, nel 1609 da Galilei.
La supernova del 1987 non apparve nella nostra galassia, come quella del 1604, tuttavia non era nemmeno molto lontana da noi, trovandosi solo quattro volte e mezzo più distante di quanto non fosse l'ultima supernova osservata ad occhio nudo. Potendo, in questo caso, utilizzare apparecchiature adatte, fu finalmente possibile studiare relativamente da vicino un’esplosione stellare e raccogliere dati che mai prima d'allora era stato consentito di ottenere.
Ma fino a quale distanza possiamo spingere il nostro sguardo ai confini dell’Universo, grazie alla diffusione di telescopi sempre più potenti? Certo non possiamo pretendere di vedere oggetti la cui luce, per giungere fino a noi, debba avere impiegato un tempo più lungo di quello che rappresenta l'età dell'Universo stesso, come non è possibile vedere una foto di noi stessi scattata prima della nostra nascita. Per farci un’idea di cosa vuol dire guardare lontano nello spazio, e contemporaneamente nel tempo, immaginiamo di mettere in fila su un lungo tavolo le foto che ritraggono noi stessi dalle più recenti fino a quella scattata nel giorno della nascita: è evidente che guardando lontano vedremmo foto sempre più vecchie ma non potremmo vedere una foto posta più in là di quella della nostra nascita, d'altronde mai scattata, semplicemente perché noi non esistevamo. Anche l’Universo prima di una certa data non esisteva e quindi, come per le foto, deve esistere una distanza limite al di là della quale non possiamo spingere il nostro sguardo. Questo limite dell'Universo si chiama «Orizzonte Cosmico» e nessun telescopio, per quanto potente, potrà mai valicarlo. Ma quanto lontano da noi si trova questo estremo orizzonte dell'Universo?
Secondo i calcoli dei cosmologi, l'Universo dovrebbe avere un'età di circa 15 miliardi di anni; prima di quel tempo non vi era nulla. Pertanto, la luce che fosse partita dagli oggetti celesti che costituivano l'Universo appena nato dovrebbe arrivare sulla Terra dopo aver compiuto un viaggio durato 15 miliardi di anni. L'Orizzonte Cosmico dista dunque da noi 15 miliardi di anni luce.
Questa luce che proviene da molto lontano arriva effettivamente fino ai nostri occhi (o meglio agli strumenti di rilevazione), ma molto indebolita, avendo dovuto viaggiare nello spazio per lungo tempo e avendo dovuto coprire una distanza di 150 mila miliardi di miliardi di kilometri (ossia 15 miliardi di anni luce). Si tratta della cosiddetta radiazione cosmica di fondo a 3 gradi kelvin, una radiazione elettromagnetica che rappresenta il residuo, raffreddato e diluito, della vampata iniziale che ha dato il via all'Universo intero.
4. L'ESPANSIONE DELL'UNIVERSO
Però la cosa non finisce qui. L'Universo in cui viviamo, non solo è molto esteso, ma si va anche ulteriormente espandendo. Esso cioè, col passare del tempo, si ingrandisce sempre più.
Questo fenomeno è stato rilevato per la prima volta nel 1929, da Edwin P. Hubble, un astronomo americano il quale osservò che tutte le galassie si stavano allontanando da noi. Egli notò anche che quanto più una galassia si trovava distante, tanto maggiore era la sua velocità di allontanamento.
Si parlò allora di grande esplosione, o Big Bang, perché si immaginò che all'inizio tutte le galassie fossero riunite nello stesso punto. Per questo motivo a volte l'espansione dell'Universo viene paragonata ad una bomba che esplode e che lancia le schegge in tutte le direzioni. Il concetto però è sbagliato perché fa pensare a un movimento delle galassie nello spazio a partire da un punto centrale. In realtà le galassie non si muovono attraverso lo spazio, né esiste un centro tutto intorno al quale la materia si espande, ma è lo spazio stesso che si dilata portando con sé le galassie.
L'analogia più appropriata, per spiegare l'espansione cosmica, è quella del panettone che lievita. Più precisamente, dovremmo pensare di trovarci all'interno di un panettone sconfinatamente grande: così grande che, come appunto l'Universo, non contempli alcun "fuori" (né possieda una saporita crosta di cioccolato). Quando un panettone lievita, gli acini di uva passa disseminati al suo interno si allontanano sempre più l'uno dall'altro.
Che cosa si vedrebbe intorno a noi, trovando sistemazione su uno di questi acini? Innanzitutto non ci si renderebbe conto del movimento (proprio come stando sulla Terra non ci si rende conto che si sta orbitando velocemente attorno al Sole). Ma si noterebbe invece che gli acini che ci stanno intorno si allontanano tutti da noi, e lo fanno tanto più velocemente quanto più sono distanti. Il moto degli acini non è però causato da un loro spostamento attraverso l'impasto del panettone, ma dalla lievitazione stessa della pasta che, gonfiandosi, li allontana l'uno dall'altro.
5. RECESSIONE COSMICA
Per quanto riguarda il fatto che le galassie si allontanano a velocità sempre maggiore quanto più sono distanti da noi, esso risulta agevole da spiegare ricorrendo al paragone dei soldati allineati. Immaginiamo allora una fila di soldati posti alla distanza di un metro l'uno dall'altro ai quali venga dato l'ordine che la distanza che li separa diventi di due metri. Come si dovrebbero comportare i soldati per eseguire l'ordine? Semplice, il primo della fila dovrebbe rimanere fermo, quello che gli sta immediatamente a ridosso dovrebbe indietreggiare di un metro, il terzo della fila dovrebbe indietreggiare di due metri, il quarto di tre metri e così via.
Ora, se l'operazione dovesse essere portata a termine in un determinato tempo, diciamo in dieci secondi, è evidente che i soldati, per raggiungere la nuova posizione, dovrebbero retrocedere a velocità sempre maggiore a mano a mano che ci si allontana dal primo della fila il quale, come abbiamo detto, dovrebbe rimanere fermo. Il secondo della fila dovrebbe spostarsi di un metro in 10 secondi, il terzo di due metri in 10 secondi, il quarto di tre metri in 10 secondi e così via. Il centesimo della fila dovrebbe retrocedere di 99 metri in 10 secondi, battendo quasi il record di velocità a piedi.
E' chiaro che, di questo passo, se i soldati dovessero muoversi con le proprie gambe, arriverebbero ben presto alla loro velocità limite (data dalle possibilità muscolari) e il loro allontanamento non potrebbe più continuare: il metodo, da un certo punto in poi, non funzionerebbe più. Proprio come non potrebbe funzionare l'espansione dell'Universo se le galassie dovessero realmente viaggiare attraverso lo spazio: esse, dopo un certo tempo, raggiungerebbero la loro velocità limite (imposta dalle leggi della fisica), che è la velocità della luce, e l'espansione non potrebbe più aver luogo.
Diversamente, se i nostri soldati fossero sistemati sopra una lunga corsia di gomma, essi potrebbero rimanere fissi sull'attenti al loro posto, e tuttavia allontanarsi l'uno dall'altro, se la corsia venisse tesa ed allungata sotto i loro piedi. Analogamente, le galassie sono in realtà ferme ciascuna al suo posto nello spazio, mentre è lo spazio stesso che cresce e si dilata tra di esse. Ed è per questo che, anziché parlare di "velocità" (che implica movimento), i cosmologi preferiscono il termine "recessione".
Questo concetto è importante perché, secondo una teoria molto recente, all'inizio l'Universo si sarebbe espanso in modo incredibile gonfiandosi di molti ordini di grandezza in un tempo estremamente breve, ad una velocità quindi enormemente più grande della velocità della luce. Questa fulminea espansione, a cui sarebbe andato incontro l'Universo nei primi istanti della sua esistenza, è detta «inflazione», e sarebbe avvenuta senza violare la legge fisica che afferma che nulla può viaggiare a velocità superiore alla velocità della luce.
6. L'IGNOTO
L'espansione dell'Universo ci pone davanti ad un altro problema molto strano. Consideriamo le galassie in formazione, che i telescopi più potenti riescono a scorgere alla distanza di 15 miliardi di anni luce da noi e che si trovano quindi vicino al limite in cui si vede la formazione dell'Universo. Queste galassie rappresentano, come abbiamo detto, gli ultimi oggetti visibili, in quanto più in là di così non vi è più nulla da osservare. Siamo arrivati là dove finisce l'Universo visibile perché in realtà siamo arrivati là dove l'Universo stesso nasce. La fine dello spazio accessibile all’osservazione coincide, infatti, con l'inizio del tempo. Nella similitudine precedente delle foto allineate sul tavolo sarebbe come vedere l’ultima della fila, la più lontana nello spazio e la prima nel tempo: quella della nascita.
Però, l'Universo che attualmente siamo in grado di osservare, non corrisponde all'Universo che in questo momento effettivamente esiste. Le galassie che ci appaiono ai telescopi non sono le attuali, ma quelle che esistevano moltissimi anni fa, quando cioè la luce che giunge oggi ai nostri occhi iniziò il suo cammino.
La luce che proviene da galassie lontane ci porta informazioni di cose vecchie e questo fatto potrebbe sembrare una restrizione, un limite alle nostre possibilità di osservazione e invece rappresenta, dal punto di vista scientifico, una vera fortuna. Si pensi a quanto sarebbe interessante, per un paleontologo, poter vedere indietro nel tempo ed osservare i dinosauri muoversi e agire nel loro ambiente invece che essere costretto a ricostruire l'habitat nel quale vissero queste antiche creature utilizzando pochi frammenti del loro corpo conservati nelle rocce, nonché a far leva sulla sua capacità di immaginazione.
Ad onore del vero dobbiamo specificare che attualmente ciò che si riesce a vedere all'interno delle galassie più lontane è molto poco, ma un giorno (non molto lontano) con l'utilizzo di apparecchiature nuove e molto potenti attualmente in progettazione, i cosmologi saranno in grado di osservare nei dettagli anche le galassie più lontane e scoprire finalmente che cosa è successo al loro interno quando si formarono.
7. L'ULTIMA ESTRAPOLAZIONE
Più affascinante ancora è il problema di che cosa ci sia al di là di quello che abbiamo chiamato l’Orizzonte Cosmico, cioè a distanze maggiori di 15 miliardi di anni luce. Niente, sembra essere la risposta più ovvia. Ma non è così.
Il fatto che si possa vedere "solo" fino a 15 miliardi di anni luce di distanza, non significa che non esistano spazi cosmici più lontani. Significa semplicemente che, essendo l'Universo nato 15 miliardi di anni fa, la luce può aver viaggiato solo per 15 miliardi di anni e quindi i segnali luminosi che sono partiti dalle remote regioni che si trovano al di là dell'Orizzonte Cosmico non hanno ancora fatto in tempo ad arrivare fino a noi. Sarebbe un po’ come pretendere di vedere una foto di noi stessi scattata 100 anni fa: è impossibile semplicemente perché 100 anni fa ciascuno di noi (salvo rare eccezioni) non era ancora nato, ma se si aspetta qualche anno la cosa sarà possibile.
Ma qual era la grandezza dell'Universo quando è nato? O meglio, di che grandezza era l'Universo immediatamente dopo essere apparso dal nulla? L'Universo reale è sicuramente più grande di quello che riusciamo ad osservare in questo momento e lo dimostra il fatto che l'Orizzonte Cosmico si va ingrandendo con il passare del tempo inglobando regioni cosmiche che attualmente ci sono ignote.
L'Orizzonte Cosmico si va ingrandendo, con il passare del tempo, nello stesso modo in cui si andrebbe ingrandendo l'orizzonte terrestre di un osservatore che salisse su una montagna: e tutto ciò, si badi, indipendentemente dal fatto che l'Universo (o la Terra), nel frattempo, si vada espandendo. Certo, l'espansione dell'Universo esalta ulteriormente il fenomeno, come accadrebbe se la Terra si gonfiasse a mano a mano che il nostro osservatore si arrampica sulla montagna.
In conseguenza di ciò, ogni giorno ci arrivano radiazioni "nuove", ossia segnali luminosi (e anche di altro tipo), che il giorno prima si trovavano immediatamente dietro l'Orizzonte Cosmico, così come, all'osservatore che scala la montagna, appaiono, ad ogni passo in salita, territori che si trovavano, un momento prima, al di là del suo orizzonte geografico. Finora non vi sono state sorprese, ma non è da escludere (anche se le possibilità sono assai remote) che un giorno possa giungere fino a noi qualche radiazione particolarmente dannosa di cui, al momento, si ignora la natura, così come all’alpinista che continui a scalare la montagna, possa stagliarsi dinanzi la visione di un panorama inaspettato nel momento in cui raggiunge un punto più alto della montagna stessa.
La cosa più ragionevole da pensare, quindi, è che al di là dell'Orizzonte Cosmico vi siano sconfinati spazi popolati di galassie, esattamente come si può osservare vicino a noi. Ciò, fra l'altro, si inquadrerebbe perfettamente con l'assunto fondamentale della cosmologia moderna, secondo il quale l'Universo non ha un centro o, per meglio dire, non ha, al suo interno, punti preferenziali. Nell'Universo in cui viviamo tutte le posizioni (compresa la nostra) hanno la stessa importanza. Questa affermazione prende il nome di «Principio copernicano», anche se in realtà non fu proposto da Copernico il quale tuttavia, nel Rinascimento, fu il primo a rifiutare la concezione geocentrica del mondo.
Ma questo fatto, se da un lato ci delude e ci ferisce nel nostro orgoglio, dall'altro ci garantisce una grande tranquillità, poiché ci assicura che intorno a noi abbiamo un campione di Universo molto comune e quindi presumibilmente rappresentativo del cosmo in generale.
http://www.cosediscienza.it/spazio/01_lontano.htm
Come tutti sanno, noi vediamo un oggetto perché la luce che parte da quell'oggetto colpisce i nostri occhi. E poiché ci vuole del tempo affinché la luce possa coprire la distanza che separa l'oggetto dai nostri occhi, è evidente che noi vedremo sempre le cose non come sono attualmente, ma come erano in passato.
Naturalmente molto dipende dalla distanza a cui si trova l'oggetto che stiamo osservando. Se ciò che si osserva è vicino, come una qualsiasi cosa che si trova sulla Terra, possiamo tranquillamente affermare che l'oggetto che stiamo osservando in questo momento è praticamente identico a come era nell'istante stesso in cui da esso è partita la luce. Quando però si osservano oggetti che stanno nello spazio lontani dalla Terra, il fatto potrebbe essere di un certo interesse perché la luce, prima di giungere ai nostri occhi, potrebbe aver viaggiato anche per molto tempo, e l'oggetto che si sta osservando in quell'istante potrebbe essere molto diverso da come era nel momento in cui da esso partì la luce.
1. VEDERE NEL PASSATO
La luce che proviene dalla Luna, per esempio, impiega poco più di un secondo per giungere sulla Terra e pertanto quando si osserva il nostro satellite naturale in realtà lo si vede come era un secondo prima. Il fenomeno, in questo caso, è privo di conseguenze importanti in quanto sappiamo che la Luna, un secondo prima, era esattamente identica a quella che si vede un secondo dopo, e per sincerarsene basta aspettare appunto un secondo.
Tuttavia, un fatto curioso, conseguente alla distanza che intercorre fra Terra e Luna, accadde in occasione della prima spedizione sul nostro satellite di una navetta con equipaggio a bordo. In quella circostanza fra gli astronauti e i tecnici di Cape Canaveral vi fu uno scambio di messaggi radio al quale assistette anche il pubblico televisivo. Allora fu possibile notare che le risposte degli astronauti venivano fornite con leggero ritardo rispetto al momento in cui da Terra i tecnici avevano terminato di formulare la domanda. Ciò era dovuto al fatto che il messaggio radio, che viaggia anch'esso alla velocità della luce, per giungere sulla Luna alle orecchie degli astronauti, impiegava circa un secondo. Un altro secondo, poi, era necessario affinché il segnale giungesse dalla Luna alla Terra. Quindi, dopo che da Terra i tecnici avevano finito di parlare, alla televisione si poteva notare che gli astronauti rimanevano, per alcuni istanti, silenziosi e attoniti prima di fornire la risposta.
La luce del Sole impiega otto minuti per raggiungerci e in questo caso il fatto potrebbe avere un certo interesse perché noi vediamo il Sole sempre come era otto minuti prima. Se il Sole all'improvviso si spegnesse, o addirittura, per qualche evento misterioso, scomparisse del tutto, noi continueremmo non solo a scaldarci ai suoi raggi per altri otto minuti, ma anche a girargli intorno come se niente fosse successo: le onde gravitazionali che attraggono i corpi massicci viaggiano infatti anch'esse alla velocità della luce. Solo dopo otto minuti dalla sparizione del Sole piomberemmo nell'oscurità più completa, voleremmo via nello spazio lungo la tangente e verremmo drammaticamente a conoscenza del fatto che il Sole è sparito dalla sua posizione naturale.
La luce che ci giunge dalle stelle può impiegare centinaia o anche migliaia di anni per coprire lo spazio che ci separa da esse. La Stella Polare, ad esempio, si trova a trecento anni luce di distanza, e la sua luce impiega quindi trecento anni per giungere fino a noi. (L'anno luce è un'unità di misura a cui in astronomia si fa frequentemente ricorso: esso corrisponde alla distanza che la luce percorre in un anno, ossia circa 10 mila miliardi di kilometri.) Pertanto, quando osserviamo la Stella Polare, vediamo in realtà un oggetto così come era trecento anni fa. Oggi quell'oggetto potrebbe essere del tutto diverso, sicuramente spostato in un'altra zona del cielo, ma potrebbe anche non esserci più.
Le galassie sono ancora più lontane. Andromeda, che è la galassia di grandi dimensioni più vicina alla Terra (ed è anche il corpo più lontano che si riesca a vedere ad occhio nudo), dista da noi un paio di milioni di anni luce; quindi, oggi, la vediamo come era due milioni di anni fa. Chissà quante cose sono cambiate in Andromeda dal giorno in cui da essa partì la luce che solo ora giunge sulla Terra!
Ci sono galassie osservabili anche a distanze di 10 o 12 miliardi di anni luce, dalle quali la luce diretta verso il nostro pianeta partì quando in realtà la Terra, che ha solo 4,5 miliardi di anni di vita, ancora non esisteva. Poiché si calcola che questi enormi ammassi di stelle si formarono miliardi di anni fa, noi, quando osserviamo galassie a distanze tanto grandi, le osserviamo in realtà come erano nella loro infanzia. Purtroppo, la visione che si ha di oggetti molto lontani è imperfetta e anche povera di particolari. Questo fatto rappresenta una forte limitazione, perché altrimenti, osservando i raggruppamenti di stelle in formazione, potremmo trarre indicazioni molto utili relativamente ai primi momenti di vita delle galassie e dell'Universo intero.
2. LA "LUCE LENTA"
Guardare lontano nello spazio vuol dire quindi guardare indietro nel tempo. Ciò dipende, come abbiamo visto, dal fatto che la luce ha una velocità finita, anche se molto elevata. Ma quale visione del mondo si avrebbe se la luce viaggiasse a velocità più bassa? Per farcene un'idea proviamo ad immaginare di vivere in un mondo in cui la luce viaggi a 300 metri all'ora invece che a 300.000 kilometri al secondo. Che cosa si vedrebbe ad esempio assistendo ad una partita di calcio? (Qui naturalmente dovremo supporre che non valgano le limitazioni della relatività di Einstein, per le quali niente può viaggiare più veloce della luce altrimenti non solo i giocatori in campo, ma noi stessi ci muoveremmo più lentamente delle lumache).
Innanzitutto si potrebbe tranquillamente arrivare allo stadio con mezz'ora di ritardo senza rischiare di perdere l'azione più importante della partita perché l'immagine del calcio d'inizio arriverebbe agli occhi dello spettatore, che ha trovato posto nelle gradinate di curva, dopo circa mezz'ora dall'inizio della partita stessa. Il centro del campo, che è il punto da cui ha inizio l'incontro, si trova infatti normalmente a più di cento metri di distanza dalla curva dello stadio e la luce, da quel luogo, impiegherebbe quasi mezz'ora per giungere fino al posto in cui si è sistemato il nostro spettatore.
Durante la partita si assisterebbe poi a scene che si potrebbero definire quanto meno bizzarre. Per esempio, si potrebbe assistere all'espulsione di un giocatore e successivamente vedere lo stesso giocatore segnare un gol. Infatti, se l'espulsione del calciatore avvenisse nella zona del campo vicina alla curva in cui aveva trovato posto il nostro ipotetico osservatore e il gol venisse segnato nella porta più lontana dalla curva stessa, le due azioni sarebbero avvenute in realtà in tempi diversi, e più esattamente l'azione del gol si sarebbe svolta precedentemente a quella dell'espulsione. Però, a causa della velocità della luce, che percorre 300 metri all’ora, agli occhi dello spettatore sarebbe arrivata prima l'immagine relativa all'espulsione (più vicina) e successivamente quella del gol (più lontana).
Questa sarebbe una violazione palese della "casualità", cioè di quel principio secondo il quale la causa deve precedere l'effetto e non viceversa. Nel nostro esempio il giocatore sarebbe la causa e il gol l'effetto ed è assurdo che un gol possa essere segnato da un giocatore che non è in campo. Pertanto dobbiamo dedurre che il ribaltamento del principio di casualità è stato possibile solo perché abbiamo consentito al giocatore di muoversi al rallentatore. Ecco perché violare la legge di relatività di Einstein è impossibile: ne deriverebbe un rovesciamento della casualità; e quindi il caos.
Guardando il campo di gioco, non si vedrebbe quindi lo svolgimento di azioni in rapida successione, ma fasi di gioco confuse avvenute in tempi diversi e precisamente le azioni che hanno avuto luogo nelle zone più lontane del campo sarebbero quelle che si sono svolte prima nel tempo.
Infine, guardando fuori dal campo di gioco, in una strada lontana, il nostro spettatore potrebbe vedere sé stesso che si dirige verso lo stadio dopo aver consumato il caffè al bar dello sport.
3. L'ORIZZONTE COSMICO
A scene dello stesso tipo si assiste guardando il cielo: gli oggetti più lontani ci inviano informazioni più vecchie di quelli più vicini. Quando ad esempio si osserva l'esplosione di una supernova, siamo certi che quel fenomeno si è verificato molto tempo prima del momento in cui si è compiuta l'osservazione, proprio come quando, allo stadio di quel mondo in cui la luce viaggia a velocità ridotta, si assiste alla realizzazione del gol.
Nel 1987, nella Grande Nube di Magellano, una piccola galassia (nonostante il nome) lontana da noi 150 mila anni luce, esplose una supernova. Si trattò di un fatto eccezionale, perché l'ultima supernova esplosa nelle nostre vicinanze fu quella osservata nel 1604, quando l'uomo non era ancora entrato in possesso di strumenti adeguati all'osservazione del cielo e il fenomeno poté essere osservato solo ad occhio nudo. Il cannocchiale venne utilizzato, per la prima volta, nel 1609 da Galilei.
La supernova del 1987 non apparve nella nostra galassia, come quella del 1604, tuttavia non era nemmeno molto lontana da noi, trovandosi solo quattro volte e mezzo più distante di quanto non fosse l'ultima supernova osservata ad occhio nudo. Potendo, in questo caso, utilizzare apparecchiature adatte, fu finalmente possibile studiare relativamente da vicino un’esplosione stellare e raccogliere dati che mai prima d'allora era stato consentito di ottenere.
Ma fino a quale distanza possiamo spingere il nostro sguardo ai confini dell’Universo, grazie alla diffusione di telescopi sempre più potenti? Certo non possiamo pretendere di vedere oggetti la cui luce, per giungere fino a noi, debba avere impiegato un tempo più lungo di quello che rappresenta l'età dell'Universo stesso, come non è possibile vedere una foto di noi stessi scattata prima della nostra nascita. Per farci un’idea di cosa vuol dire guardare lontano nello spazio, e contemporaneamente nel tempo, immaginiamo di mettere in fila su un lungo tavolo le foto che ritraggono noi stessi dalle più recenti fino a quella scattata nel giorno della nascita: è evidente che guardando lontano vedremmo foto sempre più vecchie ma non potremmo vedere una foto posta più in là di quella della nostra nascita, d'altronde mai scattata, semplicemente perché noi non esistevamo. Anche l’Universo prima di una certa data non esisteva e quindi, come per le foto, deve esistere una distanza limite al di là della quale non possiamo spingere il nostro sguardo. Questo limite dell'Universo si chiama «Orizzonte Cosmico» e nessun telescopio, per quanto potente, potrà mai valicarlo. Ma quanto lontano da noi si trova questo estremo orizzonte dell'Universo?
Secondo i calcoli dei cosmologi, l'Universo dovrebbe avere un'età di circa 15 miliardi di anni; prima di quel tempo non vi era nulla. Pertanto, la luce che fosse partita dagli oggetti celesti che costituivano l'Universo appena nato dovrebbe arrivare sulla Terra dopo aver compiuto un viaggio durato 15 miliardi di anni. L'Orizzonte Cosmico dista dunque da noi 15 miliardi di anni luce.
Questa luce che proviene da molto lontano arriva effettivamente fino ai nostri occhi (o meglio agli strumenti di rilevazione), ma molto indebolita, avendo dovuto viaggiare nello spazio per lungo tempo e avendo dovuto coprire una distanza di 150 mila miliardi di miliardi di kilometri (ossia 15 miliardi di anni luce). Si tratta della cosiddetta radiazione cosmica di fondo a 3 gradi kelvin, una radiazione elettromagnetica che rappresenta il residuo, raffreddato e diluito, della vampata iniziale che ha dato il via all'Universo intero.
4. L'ESPANSIONE DELL'UNIVERSO
Però la cosa non finisce qui. L'Universo in cui viviamo, non solo è molto esteso, ma si va anche ulteriormente espandendo. Esso cioè, col passare del tempo, si ingrandisce sempre più.
Questo fenomeno è stato rilevato per la prima volta nel 1929, da Edwin P. Hubble, un astronomo americano il quale osservò che tutte le galassie si stavano allontanando da noi. Egli notò anche che quanto più una galassia si trovava distante, tanto maggiore era la sua velocità di allontanamento.
Si parlò allora di grande esplosione, o Big Bang, perché si immaginò che all'inizio tutte le galassie fossero riunite nello stesso punto. Per questo motivo a volte l'espansione dell'Universo viene paragonata ad una bomba che esplode e che lancia le schegge in tutte le direzioni. Il concetto però è sbagliato perché fa pensare a un movimento delle galassie nello spazio a partire da un punto centrale. In realtà le galassie non si muovono attraverso lo spazio, né esiste un centro tutto intorno al quale la materia si espande, ma è lo spazio stesso che si dilata portando con sé le galassie.
L'analogia più appropriata, per spiegare l'espansione cosmica, è quella del panettone che lievita. Più precisamente, dovremmo pensare di trovarci all'interno di un panettone sconfinatamente grande: così grande che, come appunto l'Universo, non contempli alcun "fuori" (né possieda una saporita crosta di cioccolato). Quando un panettone lievita, gli acini di uva passa disseminati al suo interno si allontanano sempre più l'uno dall'altro.
Che cosa si vedrebbe intorno a noi, trovando sistemazione su uno di questi acini? Innanzitutto non ci si renderebbe conto del movimento (proprio come stando sulla Terra non ci si rende conto che si sta orbitando velocemente attorno al Sole). Ma si noterebbe invece che gli acini che ci stanno intorno si allontanano tutti da noi, e lo fanno tanto più velocemente quanto più sono distanti. Il moto degli acini non è però causato da un loro spostamento attraverso l'impasto del panettone, ma dalla lievitazione stessa della pasta che, gonfiandosi, li allontana l'uno dall'altro.
5. RECESSIONE COSMICA
Per quanto riguarda il fatto che le galassie si allontanano a velocità sempre maggiore quanto più sono distanti da noi, esso risulta agevole da spiegare ricorrendo al paragone dei soldati allineati. Immaginiamo allora una fila di soldati posti alla distanza di un metro l'uno dall'altro ai quali venga dato l'ordine che la distanza che li separa diventi di due metri. Come si dovrebbero comportare i soldati per eseguire l'ordine? Semplice, il primo della fila dovrebbe rimanere fermo, quello che gli sta immediatamente a ridosso dovrebbe indietreggiare di un metro, il terzo della fila dovrebbe indietreggiare di due metri, il quarto di tre metri e così via.
Ora, se l'operazione dovesse essere portata a termine in un determinato tempo, diciamo in dieci secondi, è evidente che i soldati, per raggiungere la nuova posizione, dovrebbero retrocedere a velocità sempre maggiore a mano a mano che ci si allontana dal primo della fila il quale, come abbiamo detto, dovrebbe rimanere fermo. Il secondo della fila dovrebbe spostarsi di un metro in 10 secondi, il terzo di due metri in 10 secondi, il quarto di tre metri in 10 secondi e così via. Il centesimo della fila dovrebbe retrocedere di 99 metri in 10 secondi, battendo quasi il record di velocità a piedi.
E' chiaro che, di questo passo, se i soldati dovessero muoversi con le proprie gambe, arriverebbero ben presto alla loro velocità limite (data dalle possibilità muscolari) e il loro allontanamento non potrebbe più continuare: il metodo, da un certo punto in poi, non funzionerebbe più. Proprio come non potrebbe funzionare l'espansione dell'Universo se le galassie dovessero realmente viaggiare attraverso lo spazio: esse, dopo un certo tempo, raggiungerebbero la loro velocità limite (imposta dalle leggi della fisica), che è la velocità della luce, e l'espansione non potrebbe più aver luogo.
Diversamente, se i nostri soldati fossero sistemati sopra una lunga corsia di gomma, essi potrebbero rimanere fissi sull'attenti al loro posto, e tuttavia allontanarsi l'uno dall'altro, se la corsia venisse tesa ed allungata sotto i loro piedi. Analogamente, le galassie sono in realtà ferme ciascuna al suo posto nello spazio, mentre è lo spazio stesso che cresce e si dilata tra di esse. Ed è per questo che, anziché parlare di "velocità" (che implica movimento), i cosmologi preferiscono il termine "recessione".
Questo concetto è importante perché, secondo una teoria molto recente, all'inizio l'Universo si sarebbe espanso in modo incredibile gonfiandosi di molti ordini di grandezza in un tempo estremamente breve, ad una velocità quindi enormemente più grande della velocità della luce. Questa fulminea espansione, a cui sarebbe andato incontro l'Universo nei primi istanti della sua esistenza, è detta «inflazione», e sarebbe avvenuta senza violare la legge fisica che afferma che nulla può viaggiare a velocità superiore alla velocità della luce.
6. L'IGNOTO
L'espansione dell'Universo ci pone davanti ad un altro problema molto strano. Consideriamo le galassie in formazione, che i telescopi più potenti riescono a scorgere alla distanza di 15 miliardi di anni luce da noi e che si trovano quindi vicino al limite in cui si vede la formazione dell'Universo. Queste galassie rappresentano, come abbiamo detto, gli ultimi oggetti visibili, in quanto più in là di così non vi è più nulla da osservare. Siamo arrivati là dove finisce l'Universo visibile perché in realtà siamo arrivati là dove l'Universo stesso nasce. La fine dello spazio accessibile all’osservazione coincide, infatti, con l'inizio del tempo. Nella similitudine precedente delle foto allineate sul tavolo sarebbe come vedere l’ultima della fila, la più lontana nello spazio e la prima nel tempo: quella della nascita.
Però, l'Universo che attualmente siamo in grado di osservare, non corrisponde all'Universo che in questo momento effettivamente esiste. Le galassie che ci appaiono ai telescopi non sono le attuali, ma quelle che esistevano moltissimi anni fa, quando cioè la luce che giunge oggi ai nostri occhi iniziò il suo cammino.
La luce che proviene da galassie lontane ci porta informazioni di cose vecchie e questo fatto potrebbe sembrare una restrizione, un limite alle nostre possibilità di osservazione e invece rappresenta, dal punto di vista scientifico, una vera fortuna. Si pensi a quanto sarebbe interessante, per un paleontologo, poter vedere indietro nel tempo ed osservare i dinosauri muoversi e agire nel loro ambiente invece che essere costretto a ricostruire l'habitat nel quale vissero queste antiche creature utilizzando pochi frammenti del loro corpo conservati nelle rocce, nonché a far leva sulla sua capacità di immaginazione.
Ad onore del vero dobbiamo specificare che attualmente ciò che si riesce a vedere all'interno delle galassie più lontane è molto poco, ma un giorno (non molto lontano) con l'utilizzo di apparecchiature nuove e molto potenti attualmente in progettazione, i cosmologi saranno in grado di osservare nei dettagli anche le galassie più lontane e scoprire finalmente che cosa è successo al loro interno quando si formarono.
7. L'ULTIMA ESTRAPOLAZIONE
Più affascinante ancora è il problema di che cosa ci sia al di là di quello che abbiamo chiamato l’Orizzonte Cosmico, cioè a distanze maggiori di 15 miliardi di anni luce. Niente, sembra essere la risposta più ovvia. Ma non è così.
Il fatto che si possa vedere "solo" fino a 15 miliardi di anni luce di distanza, non significa che non esistano spazi cosmici più lontani. Significa semplicemente che, essendo l'Universo nato 15 miliardi di anni fa, la luce può aver viaggiato solo per 15 miliardi di anni e quindi i segnali luminosi che sono partiti dalle remote regioni che si trovano al di là dell'Orizzonte Cosmico non hanno ancora fatto in tempo ad arrivare fino a noi. Sarebbe un po’ come pretendere di vedere una foto di noi stessi scattata 100 anni fa: è impossibile semplicemente perché 100 anni fa ciascuno di noi (salvo rare eccezioni) non era ancora nato, ma se si aspetta qualche anno la cosa sarà possibile.
Ma qual era la grandezza dell'Universo quando è nato? O meglio, di che grandezza era l'Universo immediatamente dopo essere apparso dal nulla? L'Universo reale è sicuramente più grande di quello che riusciamo ad osservare in questo momento e lo dimostra il fatto che l'Orizzonte Cosmico si va ingrandendo con il passare del tempo inglobando regioni cosmiche che attualmente ci sono ignote.
L'Orizzonte Cosmico si va ingrandendo, con il passare del tempo, nello stesso modo in cui si andrebbe ingrandendo l'orizzonte terrestre di un osservatore che salisse su una montagna: e tutto ciò, si badi, indipendentemente dal fatto che l'Universo (o la Terra), nel frattempo, si vada espandendo. Certo, l'espansione dell'Universo esalta ulteriormente il fenomeno, come accadrebbe se la Terra si gonfiasse a mano a mano che il nostro osservatore si arrampica sulla montagna.
In conseguenza di ciò, ogni giorno ci arrivano radiazioni "nuove", ossia segnali luminosi (e anche di altro tipo), che il giorno prima si trovavano immediatamente dietro l'Orizzonte Cosmico, così come, all'osservatore che scala la montagna, appaiono, ad ogni passo in salita, territori che si trovavano, un momento prima, al di là del suo orizzonte geografico. Finora non vi sono state sorprese, ma non è da escludere (anche se le possibilità sono assai remote) che un giorno possa giungere fino a noi qualche radiazione particolarmente dannosa di cui, al momento, si ignora la natura, così come all’alpinista che continui a scalare la montagna, possa stagliarsi dinanzi la visione di un panorama inaspettato nel momento in cui raggiunge un punto più alto della montagna stessa.
La cosa più ragionevole da pensare, quindi, è che al di là dell'Orizzonte Cosmico vi siano sconfinati spazi popolati di galassie, esattamente come si può osservare vicino a noi. Ciò, fra l'altro, si inquadrerebbe perfettamente con l'assunto fondamentale della cosmologia moderna, secondo il quale l'Universo non ha un centro o, per meglio dire, non ha, al suo interno, punti preferenziali. Nell'Universo in cui viviamo tutte le posizioni (compresa la nostra) hanno la stessa importanza. Questa affermazione prende il nome di «Principio copernicano», anche se in realtà non fu proposto da Copernico il quale tuttavia, nel Rinascimento, fu il primo a rifiutare la concezione geocentrica del mondo.
Ma questo fatto, se da un lato ci delude e ci ferisce nel nostro orgoglio, dall'altro ci garantisce una grande tranquillità, poiché ci assicura che intorno a noi abbiamo un campione di Universo molto comune e quindi presumibilmente rappresentativo del cosmo in generale.
http://www.cosediscienza.it/spazio/01_lontano.htm
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