Se le stelle utilizzano l’energia nucleare, perché non esplodono come delle enormi bombe?

Nell’Universo ci sono molti corpi celesti, addirittura particelle atomiche, che mostrano, persino senza rendersene conto, molta più responsabilità e amor proprio degli esseri umani.

Per quanto tu possa esplorare, viaggiare tra gli sterminati spazi, osservare e studiare attentamente tutti i costituenti della materia, dagli atomi ai gruppi di galassie, dalle stelle ai buchi neri, non troverai mai nulla che farebbe qualcosa per mettere a rischio la propria esistenza. Ma anche qui sulla Terra non troverai specie animale che userebbe le regole base dell’Universo per porre fine prematuramente alla propria vita. 

È una legge non scritta questa, ma molto potente: nell’Universo si cerca sempre di vivere nel modo più tranquillo e lungo possibile. A volte ci si riesce, altre no, ma nessuno si autodistruggerebbe volontariamente nel momento più stabile e florido della propria esistenza.

Nessuno, tranne l’essere umano, che sembra provare piacere nel cercare modi per mettere a repentaglio la propria presenza nel Cosmo.  

 Se nel corso della tua vita avrai bisogno di una guida, un modello da seguire, farai sicuramente molto prima ad alzare gli occhi al cielo, viaggiare per milioni di miliardi di chilometri sulle spalle di un raggio di luce, piuttosto che muoverti su questo minuscolo pianeta cercando di riporre le tue speranze su un essere umano.

Le stelle non hanno la minima intenzione di utilizzare la loro grande riserva di energia nucleare per farsi esplodere o per distruggere nemici inesistenti. Anche in questo caso, gli strabilianti e perfetti meccanismi della Natura non si smentiscono. Per capirlo dobbiamo iniziare dal principio, ma non ti preoccupare, non mi dilungherò troppo. 

Le reazioni principali di fusione negli interni stellari non avvengono tra due nuclei di idrogeno, ma tra un nucleo di idrogeno e uno di deuterio.

Il deuterio non è altri che un nucleo di idrogeno al quale è legato un neutrone. All’interno delle stelle, però, il deuterio non esiste in grandi quantità, perché non vi sono neutroni liberi con cui i protoni possono legarsi. Ti dirò di più: un neutrone libero ha una vita limitata ad appena 15 minuti, dopodiché si trasforma spontaneamente in altre particelle. Sono proprio queste due proprietà a regolare la velocità delle reazioni ed evitare alle stelle di esplodere. 

Il neutrone necessario per formare il deuterio deriva da una trasformazione molto rara, detta decadimento beta inverso.

In parole semplici, quando un protone, un elettrone, una particella chiamata antineutrino e un po’ di energia si incontrano, possono dare vita a un neutrone, che dovrà essere catturato da un altro protone entro 15 minuti per formare il deuterio necessario per la fusione. Perché questo piccolo intervallo di tempo? perché i neutroni liberi non vivono più di 15 minuti.

La reazione che porta alla nascita di un neutrone libero però, è estremamente rara e lenta. La probabilità che avvenga in un qualsiasi istante di tempo è pari a circa una su 10 milioni! È questa rarissima trasformazione che limita la produzione del deuterio e controlla quindi le reazioni di fusione, che procedono esattamente al ritmo necessario alla stella per mantenere integra la struttura. Se procedessero più lentamente collasserebbe sotto la sua stessa forza di gravità; se andassero più velocemente esploderebbe.
L'equilibrio che si raggiunge è stabile; se potessimo perturbare il sistema, questo ritornerebbe allo stato di equilibrio. Non si tratta quindi di un caso rarissimo, come una penna che si tiene in piedi sulla punta, ma di una situazione che somiglia di più a una biglia in una ciotola: per quanto possiamo spostarla questa tenderà sempre a tornare nel fondo, a meno che non ci mettiamo d'impegno nel far  uscire la biglia dalla ciotola.

In ogni caso, perché le stelle si comportano tutte in quesot modo? Perché esiste questo equilibrio che regola il numero di reazioni nucleari? Coincidenza o mano di una mente superiore? I credenti vedranno la mano di Dio; i non credenti solamente l’unica combinazione, tra le infinite provate dalla Natura, che ha potuto far sviluppare l’Universo e degli esseri senzienti che ora sono qui a porsi queste domande.

Pensiamo un attimo prima di scegliere una risposta: se l’Universo si fosse comportato diversamente, se le stelle non avessero brillato, tu ci saresti stato qui, ora, a osservarle? Probabilmente no. Ma chi ti dice che questa combinazione non sia stata provata? Potrebbe essere già accaduta, magari prima di questo Universo, ma se tu non c’eri non hai potuto vederla e nessuno te ne potrà mai parlare. 

Di certo, qualsiasi Universo che non funzionasse secondo questi perfetti meccanismi non ci avrebbe dato tempo necessario per nascere, quindi per ammirarlo. Noi esseri umani siamo l'ultimo gradino dell'evoluzione di un Cosmo che ha dovuto pazientare quasi 14 miliardi di anni prima di vederci nascere; siamo quindi la prova più concreta della stabilità e del perfetto incastro delle leggi fisiche che lo governano. Solo quando ogni tassello si è inserito nel posto giusto ci siamo potuti sviluppare noi, miliardi e miliardi di anni più tardi. 

Meglio tornare alle nostre stelle, prima di chiudere il post.

In effetti qualche stella nell’Universo esplode ogni tanto. Ma quando succede, con un evento chiamato supernova, il motivo è semplice: l’astro è giunto al capolinea della propria vita, in quel momento in cui niente può più evitare l’inevitabile e la fonte di energia al centro si è esaurita. La forza di gravità è molto, molto più paziente di un saggio eremita; prima o poi arriverà sempre il momento della sua vittoria.