 L’astrofisica è oggi uno dei campi della fisica più vivaci, come dimostra anche il fatto, che sfogliando una qualsiasi rivista di divulgazione scientifica, ci imbattiamo quasi sempre in uno o più articoli dedicati ai maggiori problemi o alle più recenti scoperte sull’universo, dai confini di casa nostra fino ai più remoti oggetti osservabili.
I due campi forse di maggiore interesse anche per il pubblico di non specialisti riguardano la scoperta di pianeti extrasolari, in orbita cioè attorno a stelle diverse dal Sole, e la storia evolutiva dell’universo, dall’inizio dell’espansione (il cosiddetto Big Bang) fino ad oggi, una storia che include anche le nostre origini, perché spiega come si sono formati tutti gli elementi presenti nell’universo, elementi che formano i pianeti, tutto ciò che ci circonda sulla Terra e anche il nostro stesso corpo. In questo senso, la storia evolutiva dell’universo è la necessaria premessa alla storia evolutiva del nostro pianeta e degli esseri viventi, dai più semplici ai più complessi.
Il primo pianeta extrasolare fu scoperto nel ’95 da due astronomi svizzeri, Michel Mayor e Didier Queloz. Oggi conosciamo più di 240 pianeti extrasolari, quasi tutti grossi poco meno o più di Giove e inadatti ad ospitare forme di vita, perchè orbitano molto vicino alla loro stella e quindi hanno temperature troppo alte. Questo non significa che non ci siano pianeti simili alla Terra, ma soltanto che il metodo impiegato per rivelarli non è abbastanza sensibile.
La maggioranza di questi pianeti è stata scoperta tramite le minuscole perturbazioni gravitazionali che il pianeta provoca al moto della sua stella. Poco più di una decina è stato invece scoperto dalla diminuzione di luce della stella quando il pianeta le transita davanti. Ma perché avvenga il transito occorre che la retta congiungente l’osservatore al pianeta giaccia esattamente sul piano orbitale del pianeta, condizione che ha una bassa probabilità di verificarsi. C’è infine un metodo basato sul fatto predetto da Einstein, e che ha trovato numerose verifiche in campo astronomico, che anche la luce sia soggetta alla forza di gravità. Questo metodo richiede condizioni che hanno una bassissima probabilità di verificarsi, pochi casi su qualche milione di stelle osservate, ma che ha il vantaggio di essere l’unico metodo che possa permettere di rivelare anche pianeti piccoli e molto lontani, anche in altre galassie.
Naturalmente la scoperta che i pianeti sono abbondanti nell’universo fa ritenere molto probabile che esistano altre forme di vita nell’universo, perché, se un pianeta presenta le condizioni favorevoli allo sviluppo della vita, questa si sarà sviluppata o si svilupperà, come è successo sulla Terra, piccolo pianeta in orbita attorno a una comunissima stella fra i 400 miliardi di stelle che popolano la nostra Via lattea. Ciò non significa che sia possibile entrare in contatto con eventuali civiltà extraterrestri, a causa delle enormi distanze e del limite insuperabile della velocità della luce. E’ stato lanciato recentemente un satellite francese di nome «Corot» per la scoperta di pianeti in transito davanti alla loro stella, ed è in progetto un gigantesco telescopio da parte dell’ESO (Osservatorio europeo dell’emisfero australe), di diametro compreso fra 50 e 100 metri, che sarebbe in grado di mostraci l’immagine dei pianeti extrasolari e, misurando la luce della stella riflessa dalla superficie del pianeta, dedurre la presenza di un’atmosfera e la sua composizione chimica.
La cosmologia, ossia la scienza che studia l’origine e l’evoluzione dell’universo, ha fatto progressi giganteschi a partire dal decennio 1920-1930, quando l’astrofisico americano Edwin Hubble scoprì l’espansione dell’universo, e poi dal 1965 quando i due ingegneri della Bell Telephone Company Arno Penzias e Robert Wilson scoprirono per caso la radiazione a microonde che riempie tutto l’universo e che indica una temperatura di 3 gradi assoluti (-270 gradi centigradi), residuo delle altissime temperature dell’universo primordiale.
Il satellite COBE (Cosmic Background Explorer), lanciato alla fine del 1989, ha ottenuto la prima immagine dell’universo com’era circa 400 mila anni dopo l’inizio dell’espansione. Era un’immagine molto «sfocata» nel senso che non si potevano distinguere i dettagli più piccoli di circa 7 gradi d’arco (un angolo pari a circa 14 lune messe in fila una accanto all’altra), ma che indicava la presenza di regioni appena un po’ più calde di qualche centomillesimo di grado della temperatura media di 2,7 gradi assoluti, regioni che rappresentavano i semi da cui si sarebbero poi sviluppate le future grandi famiglie di galassie. L’immagine a fuoco
Un pallone stratosferico chiamato BOOMERANG, lanciato dall’Antartide, ha ottenuto un’immagine più «a fuoco» di quella di COBE e ha scoperto che il nostro universo è un universo «piano», che obbedisce cioè alla geometria euclidea, in cui la luce si propaga in linea retta, e non secondo linee curve come avverrebbe in un universo curvo e chiuso (l’analogo a tre dimensioni della superficie di una sfera) o in un universo curvo e aperto (l’analogo a tre dimensioni della superficie di un iperboloide). Un altro satellite della NASA, WMap, ha confermato queste osservazioni, ed è prossimo il lancio di un satellite dell’ESA, chiamato PLANCK, destinato ad ottenere dettagli ancora più fini di questa «fotografia» dell’universo bambino, all’età di 400 mila anni, età che oggi è di 13 miliardi e 700 milioni di anni.
Oggi, dunque, abbiamo potuto osservare direttamente l’immagine dell’universo a 400 mila anni dall’inizio dell’espansione. La più lontana galassia osservata si trova a 13 miliardi di anni luce, il che significa che noi la vediamo com’era 13 miliardi di anni fa, o quando erano passati solo 700 milioni di anni dall’inizio dell’espansione. Grazie a quella macchina del tempo che è la velocità della luce osserviamo il passato: quanto più lontano guardiamo nello spazio tanto più indietro guardiamo nel tempo. Fra 400 mila anni e 700 milioni di anni dall’inizio dell’espansione dovremmo riuscire a vedere le prime stelle, che hanno costruito nel loro interno, tramite le reazioni nucleari, tutti gli elementi presenti nell’universo, anche nelle più lontane galassie. Ancora non siamo riusciti a vederle. Ci sono degli indizi, ancora incerti, che esse siano apparse fra 200 e 400 milioni di anni dall’inizio dell’espansione. Forse il successore del telescopio spaziale riuscirà a vederle.
I progressi sono stati grandi, ma ancora ci sono molti problemi insoluti. Sappiamo, per esempio, che solo il 5% della materia presente nell’universo emette qualche forma di radiazione – luce, raggi gamma, raggi X, onde radio – mentre il 95% si fa sentire solo per la sua forza di attrazione gravitazionale: è la materia oscura, che non sappiamo cosa sia, anche se si comincia a ricostruire la sua distribuzione nell’universo. E c’è anche l’energia oscura: l’espansione dell’universo non è decelerata come si pensava, a causa della sua stessa attrazione gravitazionale, dovuta alla materia presente nell’universo, ma è accelerata, come se ci fosse un’energia che si oppone all’energia gravitazionale.
Ricercatori eccellenti
In Italia ci sono molti giovani eccellenti neodottori di ricerca e ricercatori, che utilizzano le attrezzature dell’ESA e dell’ESO. Speriamo che possano avere almeno un posto stabile, che permetta loro di continuare con tranquillità il proprio lavoro, che non siano costretti ad andarsene all’estero o a cambiare mestiere, con una grave perdita per il nostro Paese di intelligenze e di capitali investiti per formarli.
Fonte: La Stampa |
