Guida per diventare astronomi (o astrofisici)

Tante persone mi chiedono come si diventa astronomi, quale sia il miglior percorso di studi e quali i requisiti per affrontarlo nel migliore dei modi e non lasciarsi travolgere finendo tra la folta schiera degli studenti fuori corso e privi di prospettive. In un precedente post ho dato delle indicazioni di massima; ora è arrivato il momento di fare sul serio.

La prima domanda: chi è e cosa fa un astronomo?

La definizione migliore in realtà non è più astronomo ma astrofisico e questa ci dà già una migliore idea della situazione. Un astrofisico è una persona, curiosa di natura, che cerca di scoprire le leggi fisiche che governano l’Universo. In pratica, è un fisico a tutti gli effetti, solo che invece di indagare situazioni terrestri si proietta nelle profondità dello spazio.

L’astronomo di un tempo, quella figura un po’ tuttologa che utilizzava un telescopio per fare le più disparate scoperte, non esiste più: l’astronomo moderno, l’astrofisico, è di fatto un topo da laboratorio o, meglio, da ufficio. Non si osserva più al telescopio e la materia è ormai così vasta che non ci si può più occupare di tutti i campi dell’astronomia. Ci sono allora astrofisici specializzati nello studio dei pianeti (planetologi), delle stelle (astrofisici stellari), astrofisici impegnati nello studio delle galassie o dei moti dei gas tra le galassie (detti dinamici). Ci sono astrofisici osservativi, che programmano delle osservazioni (che però non fanno loro) e analizzano poi i dati, oppure ci sono astrofisici teorici che con penna e foglio, o un potente computer, creano modelli o vere e proprie simulazioni di alcuni fenomeni dell’Universo, ad esempio lo scontro tra due galassie o la nascita stessa del Cosmo, per capire se le leggi usate si accordano con i dati osservativi. Se la vostra idea dell’astronomia è quella di osservare il cielo con il telescopio o fare foto per scoprire nuovi oggetti o navigare nell’immensità del Cosmo, siete purtroppo molto lontani dal concetto di astrofisico moderno e molto più vicini a quello di astronomo amatoriale, un appassionato che con la propria strumentazione può in effetti dedicarsi al lavoro di puntamento e osservazione diretta che molti astronomi professionisti facevano fino a circa cinquanta anni fa.

Sebbene con modalità differenti, il lavoro dell’astrofisico consiste sempre nello scoprire, nel dare sfogo alla propria sete di conoscenza e di spiegare il comportamento di corpi e fenomeni che nessuno ha mai visto o ancora compreso. E di cose da scoprire ce ne sono tantissime: dai miliardi di pianeti solo nella Via Lattea, alcuni probabilmente abitati, al comportamento misterioso dei giganteschi buchi neri al centro delle galassie; dalla storia dell'Universo allo scoprire il 90% della materia che abbiamo chiamato oscura perché non sappiamo di cosa sia fatta.
Si tratta, come ogni lavoro di ricerca, di navigare in ambiti inesplorati, per la prima volta nella storia del genere umano. Nessuno sa cosa troverà, come interpretare i dati e se le osservazioni sono state fatte nel modo giusto. All'università si conosce e si apprende solo il metodo e le basi necessarie per arrivare al limite delle nostre conoscenze: tutto il resto è sconosciuto per definizione, altrimenti non sarebbe più ricerca. Gran parte di questo lavoro ormai si fa stando davanti a un computer per diverse ore al giorno e dall’esterno appare quindi come un (quasi) comune lavoro d’ufficio.

Se ancora siamo convinti di voler diventare astrofisici, e ora almeno sappiamo cosa vuol dire, passiamo allora alla prossima domanda, che poi è il succo di questo articolo.

Come si diventa astrofisici?

Il percorso di studi è lungo, irto di ostacoli e impegnativo, ma su questo sarò più specifico rispondendo alla prossima domanda.
Per diventare astrofisici, ovvero dei ricercatori, sono tre le tappe da seguire, una volta terminati gli studi alle scuole superiori:

1)      Laurea triennale in astronomia (presente solo a Bologna o Padova) o in fisica. Questo primo passo fornirà le basi matematiche, fisiche e metodologiche per poter proseguire con la specializzazione;

2)      Laurea magistrale in astrofisica. E’ in questi due anni successivi alla laurea triennale che ci si specializza nella materia scelta, nel nostro caso l’astrofisica. Il requisito fondamentale è avere una laurea triennale in astronomia o in fisica: non si fa differenza tra questi due corsi, sebbene i laureati in astronomia avranno la vita più semplice perché avranno anche delle conoscenze astrofisiche di base che faranno risparmiare tempo ed energie nell’affrontare qualche materia. I corsi sono in genere molto interessanti e ben più semplici di quelli, lunghi e snervanti, che avranno regalato non pochi incubi e crisi nervose durante la laurea triennale. Tuttavia, il la laurea magistrale è molto impegnativa a causa della quantità di nozioni da apprendere e progetti da presentare. Non è raro passare notti sui libri, non farsi vedere dagli amici per settimane o ritrovarsi in un laboratorio dalla mattina alle 9 a oltre la mezzanotte. Di fatto è un vero e proprio lavoro, anzi, è più impegnativo di un lavoro perché si lavora sempre, non si hanno fine settimana liberi, né vacanze, né tantomeno le ferie. Certo, nessuno minaccerà licenziamenti o provvedimenti disciplinari e nessuno ci pagherà, anzi saremo noi a sborsare circa 200 euro al mese di tasse universitarie, ma se vogliamo avere un futuro in questo mondo dovremo passare sopra a tutto, impegnarci per ben più di otto ore al giorno e laurearci con il massimo dei voti. Terminati questi due anni il percorso di studi è completato, ma per diventare ricercatori è necessario imparare il mestiere. In che modo?

3)      Dottorato di ricerca. Sono tre anni in cui lo studente si trasformerà in ricercatore. Lavorando in gruppi di ricerca si imparerà il mestiere e i metodi con cui un astrofisico cercherà di indagare la realtà. È quindi una tappa molto importante alla quale non ci si può sottrarre. Ogni studente deve scegliere l’ambito della propria ricerca su cui effettuerà il dottorato, che sarà possibile fare in Italia o in Europa, tranne l’Inghilterra, senza alcuna limitazione. Nei paesi anglosassoni, invece, (compresi Australia e Stati Uniti) potranno essere richiesti dei corsi aggiuntivi che potrebbero allungare di uno o due anni il percorso. Se si è bravi, un dottorato è retribuito con una borsa che consente una minima indipendenza economica, almeno in Italia. Cosa significa essere bravi? Al dottorato si accede tramite un concorso e una successiva graduatoria. A fare la differenza è il voto della laurea magistrale e il tempo che si è impiegato a terminare gli studi. Spesso sentiamo dire che il voto di laurea non è importante nell'ambito lavorativo privato, ma se si vuole proseguire nell'ambito accademico è FONDAMENTALE. La concorrenza con gli altri studenti è spietata, perché non ci saranno mai abbastanza posti di dottorato pagati per tutti i candidati. Il consiglio quindi è quello di darsi da fare ancora di più e arricchire il proprio curriculum durante il periodo di laurea magistrale. Qualche attività extra, come una pubblicazione scientifica, che magari deriva da una tesi impegnativa che dovrete essere voi a chiedere, un po' di ricerca astronomica, anche con la propria strumentazione, o corsi estivi presso altre università (ad esempio molti istituti organizzano delle summer school) possono fare la differenza, a parità di voto di laurea, rispetto agli altri candidati.
All’estero la situazione è simile ma le retribuzioni e i posti disponibili sono in media superiori rispetto all'Italia. In ogni caso anche la concorrenza sarà maggiore, soprattutto prrsso gli istituti più prestigiosi (e con l'inglese come siamo messi??). 
Una volta ottenuta la borsa di dottorato si è solo agli inizi. Ad accomunare tutti i paesi del mondo sono i ritmi: i dottorandi, infatti, non sono più semplici studenti universitari, ma hanno acquisito anche il titolo poco ambito di ultimissima ruota del carro del mondo della ricerca. Tutto quello che quindi aspetta un dottorando si può riassumere con un’unica parola: gavetta; tanta, tantissima gavetta. I ritmi saranno sostenuti e metteranno a dura prova la salute mentale, anche dei più forti. Si passerà in ufficio gran parte della vita e i professori staranno spesso con il fiato sul collo, perché vorranno solo una cosa: impegno e dedizione ai massimi livelli. Non deve esistere altro se non la ricerca; tutto il resto può e deve attendere. Sembra la trasposizione moderna del concetto di schiavitù ma questa è la società della produzione sfrenata, signori.
Se la ricerca è la nostra passione, se questo è il nostro mondo, alla fine saranno solo gli esterni a vedere una situazione insostenibile, perché per noi che ne saremo dentro sarà solo una meravigliosa immersione in un mondo sempre sognato (forse sto sognando un po'...la realtà potrebbe essere peggiore). Sicuro è il fatto che la ricerca non è un semplice lavoro che finisce quando sono trascorse otto ore: è un modo di vivere, di pensare, di affrontare una passione così forte che a volte è persino difficile vederla come un vero e proprio lavoro. È per questo motivo che dobbiamo essere convinti e determinati del nostro percorso. Chi esita forse non ha la passione necessaria a garantire l’impegno totale che viene richiesto e corre il rischio di essere travolto dagli eventi.

Al termine dei tre anni di dottorato, dopo aver presentato la propria ricerca che ci avrà impegnato anima e corpo, si diventa finalmente dottori in ricerca e degli astrofisici a tutti gli effetti. D’ora in poi si godrà del titolo di ricercatori, che dovranno fare i conti con lo spietato mondo accademico. Il lavoro lo si dovrà infatti cercare, con le unghie e con i denti. Si dovrà essere disposti a viaggiare in lungo e in largo per il Pianeta alla ricerca delle opportunità migliori, che difficilmente si troveranno in Italia.  Frequentando il mondo accademico, posso dire che nella mia limitata esperienza ho visto pochi (nessuno?) astrofisici felici in Italia, eppure in quasi ognuno di loro ho sempre visto quell'amore incondizionato per materia al punto che senza fare ricerca non riuscirebbero a vivere.
Il mio consiglio spassionato è questo: se non si è disposti a spostarsi da questo Paese ricco di delusioni e avaro di opportunità, a mettersi continuamente in gioco, a rinunciare a una stabilità che probabilmente non arriverà prima dei 40 anni suonati (e di certo non in Italia), allora è meglio fermarsi, prima o poi, perché come ogni lavoro frutto di una passione sfrenata, sono poche le certezze e molti i sacrifici che dovremo fare per continuare il nostro sogno.

Cosa si studia ad astronomia e ad astrofisica?

Una breve panoramica l’ho già data, ma qui potrò essere più specifico. Come detto, i primi tre anni ci daranno le basi, quindi di astrofisica, anche se dovessimo scegliere il corso di laurea in astronomia, se ne vedrà poca, 4-5 esami su 20. Le materie che da saper maneggiare saranno la matematica, la fisica e l’informatica. Esami come Analisi matematica 1 e 2, fisica matematica (detta anche meccanica razionale) e algebra lineare sono la bestia nera di ogni studente e di fatto quelli che fanno la selezione: circa la metà degli iscritti abbandonerà gli studi entro il primo anno. La conoscenza della Fisica, in particolare meccanica, dinamica, termodinamica ed elettromagnetismo, è fondamentale, tanto quanto saper fare le derivate, gli integrali e le equazioni differenziali.

Infine l’informatica. Pochi sanno che gli astrofisici sono anche degli ottimi programmatori, perché sin dal primo anno di studi vengono letteralmente buttati nello sconosciuto mare della programmazione. Ricordo ancora le parole del mio professore di informatica, il primo giorno di lezione, quando ci mise davanti a un pc e disse: “Il mio compito è di buttarvi in mare; sta a voi imparare a nuotare o affogare”. È così: l’università fa parte del mondo degli adulti e in quanto tale è cinico e spietato. Sebbene si troveranno professori pronti ad aiutarci, spetterà sempre a noi fare la prima e l’ultima mossa per liberarci dal pantano in cui siamo stati gettati. E succederà spesso, perché l’apprendimento procede in questo modo: si viene gettati in un mare, un oceano, una savana sterminata, da soli e spaesati. Avremo poco tempo per riorganizzare le idee, mantenere la calma e piano piano venirne fuori, ogni volta più forti e maturi. Sarà così dal primo all’ultimo giorno di quei lunghissimi 3+2+3 anni, perché senza difficoltà non impariamo, non maturiamo e non potremo mai fare grandi cose.

La ricerca, infatti, è una cosa molto seria, che va ben oltre una passione nata da ragazzini. I ricercatori sono la prima linea dello sviluppo tecnologico e culturale dell'umanità. Scoprire un pianeta a centinaia di anni luce di distanza non è un costoso gioco che soddisfa il nostro ego, ma ha il potenziale, come tutta la ricerca, di cambiare per sempre il corso degli eventi. Non è una visione fantascientifica questa, ma si basa sulla semplice osservazione del passato. Tutto il nostro benessere tecnologico deriva direttamente o indirettamente dalle ricerche condotte da generazioni di scienziati sognatori, che hanno fatto della loro passione un lavoro che ha ripagato l’umanità di balzi enormi. La ricerca è fatta da piccolissimi tasselli che osservati da vicino sembrano fini a sé stessi. Solo guardandoli alla giusta distanza spaziale e temporale si capisce che ogni tassello è la parte essenziale di un lungo ponte che si staglia sull’abisso dell’oblio e ci proietta verso un mondo migliore, per noi e per i nostri discendenti.

Quando Maxwell nel diciannovesimo secolo riuscì a descrivere tutti i fenomeni elettrici e magnetici osservati, nessuno si sarebbe aspettato che da quelle quattro equazioni l’uomo avrebbe tirato fuori le comunicazioni radio, i cellulari, i forni a microonde, la televisione, il wifi, i radar… Lo studio di un fisico che al tempo sembrava fine a sé stesso ha aperto le porte a una rivoluzione mai vista nella storia dell’uomo. E questo è solo uno dei tanti esempi degli ultimi 400 anni (Einstein e Newton ci dicono qualcosa?).

Sarò in grado di affrontare il percorso di studi?

Non so rispondere caso per caso a questa domanda, ma posso dare dei consigli in linea generale, anche in base alla mia esperienza. E la risposta è senza dubbio affermativa. A livello potenziale, tutti abbiamo le capacità intellettive per affrontare il duro percorso di studi necessario. Posso spingermi a dire che non è fondamentale la scuola superiore di provenienza, né come è stato sostenuto il percorso di studi. Ho visto ragazzi usciti a fatica da scuole tecniche laurearsi in astronomia con il massimo dei voti. Ho visto studenti bocciati alle superiori prendere tutti 30 dall’inizio alla fine del percorso, compresa la laurea magistrale. Allo stesso tempo ho visto brillanti diplomati con 100 e lode fallire dopo pochi mesi o arrivare sull’orlo di un esaurimento nervoso.

La verità è che l’università è completamente diversa rispetto alla scuola superiore, sia per i metodi che per quanto riguarda gli studenti, che di certo sono molto diversi rispetto a quando iniziarono le scuole superiori. Il successo o meno dipende per il 90% e oltre dal nostro approccio mentale e dal metodo di studio. Se siamo determinati, consapevoli del nostro potenziale, concentrati sull’obiettivo (attenti alle feste universitarie!) e con le idee ben chiare, non c’è esame che possa fermarci. Il nemico più grosso siamo noi stessi, la nostra debolezza mentale e il modo in cui reagiremo ai momenti di crisi (perché ce ne saranno tanti!). Sembra una risposta vaga e scontata ma è davvero tutto qui, perché tutti gli insegnamenti ricominceranno quasi daccapo, quindi le conoscenze preliminari richieste saranno minime, più o meno quelle richieste a uno studente di un terzo o quarto anno di qualsiasi scuola superiore.

Per approfondire:

Dipartimento di fisica e astronomia dell'università di Bologna, dove trovare informazioni sui corsi di laurea e sulle materie, sia per la laurea triennale che per la magistrale: http://www.fisica-astronomia.unibo.it/it

Dipartimento di fisica e astronomia dell'Università di Padova, l'altra città italiana ad avere un corso triennale di astronomia: http://www.dfa.unipd.it/