Domande e risposte: Lo spazio è completamente vuoto?

No, in Natura non esiste il vuoto assoluto. 

Anche nel più remoto ed isolato angolo di Universo è possibile rilevare una minima quantità di materia ed energia. 

Il vuoto, il nulla, è qualcosa non contemplato neanche dalle stesse leggi fisiche che descrivono il funzionamento e le proprietà dell’Universo.

Senza addentrarci in questioni complesse, limitiamoci a parlare della materia.

Sotto questo punto di vista, lo spazio aperto è il luogo più vuoto che possiamo immaginare, centinaia di volte maggiore del più spinto vuoto che possiamo creare sulla Terra.

Ma le particelle sono ovunque, sebbene possano diventare merce molto più rara dell’oro terrestre.

Nello spazio interplanetario, quello che riempie le distanze tra i pianeti del Sistema Solare, la densità media delle particelle è di appena cinque ogni centimetro cubo di volume, alla distanza della Terra.

Per un paragone, l’atmosfera terrestre a livello del mare contiene qualcosa come dieci miliardi di miliardi di molecole ogni centimetro cubo. In effetti, anche se non perfettamente vuoto, lo spazio contiene davvero poca materia!

Ancor più rarefatto è quello che viene chiamato mezzo interstellare, il gas presente negli spazi tra le stelle all’interno di una galassia. La sua densità media, per la Via Lattea, si attesta su una particella ogni centimetro cubo.

In un cubo con lati di un metro, abbastanza grande per contenere una persona, si contano in media appena un milione di particelle, contro i circa sette miliardi di miliardi di miliardi (10²⁷) di atomi che compongono una persona di 70 kg!

Il vuoto più spinto lo possiamo trovare negli sterminati spazi che separano due galassie. Il mezzo intergalattico ha una densità stimata pari a un atomo ogni metro cubo.

Nella stessa scatola di prima, quindi, troverebbe posto solamente un atomo, un volume circa 1000 volte più rarefatto del già poco affollato mezzo interstellare.

Cosa succede al corpo umano nello spazio aperto?

Lo spazio è un ambiente estremamente inospitale per l’uomo, il cui fisico si è sviluppato ed adattato alle particolari condizioni presenti sulla superficie della Terra.

Fuori dall’atmosfera terrestre nessun essere umano può resistere alle condizioni estreme che ci sono. 

Per quale motivo? In realtà ce ne sono molti:

Prima di tutto nello spazio non c’è alcuna atmosfera respirabile. La quantità di gas presente è davvero infinitesima, pari a poche particelle ogni centimetro cubo, contro le migliaia di migliaia di miliardi dell’atmosfera terrestre.

Di conseguenza nello spazio non c’è neanche pressione.

La mancanza di atmosfera fa si inoltre che la temperatura subisca molti sbalzi. In prossimità della Terra si passa dai circa 150°C delle zone illuminate dal Sole ai -100°C delle zone in ombra.

Contrariamente a quanto si possa credere, e a quello che ci hanno trasmesso film e racconti di fantascienza, un astronauta esposto allo spazio aperto morirebbe semplicemente soffocato per mancanza di ossigeno, non per chissà quale macabro evento. 

Il nostro corpo in effetti si dimostra essere estremamente (e sorprendentemente) resistente a queste condizioni. 

La mancanza di pressione non fa andare in ebollizione il sangue o esplodere il corpo, come si può credere. Fluidi ed organi interni sono tenuti in pressione dalla nostra pelle, che è particolarmente efficiente nell’isolarli dalle condizioni esterne. 

Quando il corpo viene esposto a pressioni estremamente basse o nulle, la nostra pelle si espande, facendoci sembrare dei body builder, ma non si lacera, così che tutti gli organi interni e l’apparato circolatorio continuano a funzionare normalmente.

Per quanto riguarda le temperature estreme, non bisogna farci spaventare, perché quello che conta è la trasmissione del calore. Nello spazio il calore viene trasferito solamente per contatto ed irraggiamento, non per convezione, visto che non esiste aria. La trasmissione di calore per convezione è la più efficiente: è quella che ci fa scottare quano ci avviciniamo troppo ad una fiamma e la stesa che nelle roventi giornate estive ci fa sudare e rimpiangere l'inverno. 

In effetti il vuoto è l’isolante termico migliore che esista. In queste condizioni, la nostra pelle quindi cambia temperatura molto lentamente, non bruciandosi al Sole e non congelando all’ombra. Al massimo ci si prende una scottatura a causa dei raggi ultravioletti non schermati provenienti dal Sole, ma ci vuole probabilmente qualche minuto.

Un problema potrebbe invece riguardare l’apparato respiratorio. 

Se prima di uscire per una passeggiata nello spazio senza alcuna protezione cerchiamo di prendere aria per poter trattenere il respiro più a lungo, facciamo un grande errore. 

I polmoni sono gli unici organi interni in diretto contatto con l’ambiente esterno. Nel momento in cui usciamo fuori, la pressione dell’aria accumulata al loro interno potrebbe danneggiarli o farli letteralmente a pezzi. 

Quindi, se avete voglia di fare una passeggiata nello spazio senza protezioni, cercate solamente di non prendere aria prima di uscire!

In questo modo un corpo umano può restare nello spazio senza protezione per oltre 30 secondi senza riportare danni irreversibili. 

A causa della mancanza di ossigeno, dopo 15-20 secondi si perde però coscienza perché il cervello non ha più rifornimenti energetici. Entro due-tre minuti arriva la morte; lo stesso tempo richiesto per un "classico" soffocamento. 

Come si può ben immaginare, nessuno si è comunque avventurato nello spazio o in una camera a vuoto per sperimentare cosa succede al proprio fisico non protetto, quindi manca uno studio statistico in merito che ci dica l'esatta tempistica.

Nel corso della storia, comunque, un paio di incidenti hanno aiutato a comprendere gli effetti del vuoto sul fisico umano.

Il primo incidente si è verificato in una camera pressurizzata della NASA durante i test di una tuta spaziale negli anni 60.

A causa di una perdita di pressione della tuta, il malcapitato che la indossava è rimasto cosciente per 14 secondi prima di svenire per la mancanza di ossigeno al cervello.

Quanto i tecnici hanno ripristinato la pressurizzazione della camera, egli ha ripreso coscienza autonomamente ed ha affermato che l’ultima cosa che ricordava era la sua saliva in ebollizione sulla sua lingua.

Questo non significa che la saliva si era scaldata, piuttosto che nel vuoto dello spazio l’acqua bolle anche a temperatura ambiente, anzi, non può proprio esistere stabilmente allo stato liquido. 

Un altro incidente è capitato sempre negli anni 60 durante l'ascesa a bordo di un pallone aerostatico. In prossimità della massima altezza, a circa 30 km, la tuta pressurizzata del capitano Joe Kittinger non funzionò perfettamente, così che una sua mano si trovò esposta al vuoto estremamente spinto di quelle regioni atmosferiche. Il comandante perse momentaneamente l'uso della mano, ma una volta tornato a Terra riacquistò mobilità senza aver subito danni permanenti. 

Bene, ora ogni volta che vedremo un film nel quale sventurati astronauti si deformano e muoiono per indicibili sofferenze se esposti allo spazio aperto, sappiamo che si tratta solamente di pura finzione. Purtroppo la realtà in questo caso è meno spettacolare, ma altrettanto efficiente!