Perdersi nell'Universo

Ogni spicchio di cielo racconta una storia. Anzi, ogni spicchio di cielo può raccontare tantissime storie. Sono storie di astronomia, di fisica, di astrofisica, ma possono essere anche storie legate alla nostra specie, o racconti personali, talmente segreti che solo le stelle possono meritarsi il diritto di ascoltarli.
Ne avrei tante di storie da raccontare in merito all'Universo, per ogni singola porzione che possiamo osservare con i nostri occhi, o con i nostri strumenti In pratica questo è ciò che fa un divulgatore.
Ma il bello dell'Universo è che non richiede una guida per essere ammirato, per essere desiderato, per essere interpretato. A volte è bello semplicemente perdersi, trasportando con noi le nostre personali storie, invece di ascoltare quelle di chi ci sta parlando.
Per questo motivo lascio a voi la scena. Io vi propongo solo una foto che mi ritrae sotto il cielo di Atacama. Immaginatevi al mio posto e regalatevi la vostra personalissima storia, ispirati dalla straordinaria bellezza dell'Universo.

Come si vede la Via Lattea da Atacama?

L'occhio umano è uno strumento formidabile ma ha molti limiti, soprattutto di notte. Non può vedere i colori e ha una sensibilità relativamente scarsa. Accade, quindi, che una fotografia astronomica, anche di pochi secondi di esposizione, mostri molti più dettagli di quelli che potremmo vedere direttamente. Naturalmente questo è il vero aspetto dell'Universo, di certo non quello limitato e profondamente alterato che possiamo osservare.
Purtroppo, però, non possiamo potenziare il nostro apparato visivo e spesso si sente l'esigenza di capire come si vedano effettivamente le stelle sotto un cielo scuro, magari quello del deserto di Atacama.

Con questa idea ho girato un video in tempo reale con la mia fotocamera Sony A7s del cielo notturno del deserto di Atacama. Ho utilizzato un obiettivo fisheye da 12mm di focale che riproduce piuttosto fedelmente il campo inquadrato dalla nostra vista.
Quindi, in conclusione, alla domanda: come si vede la Via Lattea a occhio nudo dal cielo incontaminato del deserto di Atacama?
La risposta è: così!

Il cielo di Atacama: video time lapse

L'autunno nel deserto di Atacama è arrivato. Le giornate sono più fresche, le notti più lunghe e ogni tanto qualche sottile velatura macchia il cielo. Niente di serio, né tantomeno si corre il rischio di pioggia, anzi, in queste situazioni le giuste velature possono rendere finalmente interessante anche quello snervante lasso di tempo tra il tramonto del Sole e l'accensione delle migliaia di stelle che popolano questi cieli. Il tramonto si colora di rosso ed è il modo migliore per salutare il silenzioso spettacolo della volta celeste che mi fa compagnia ogni notte.
Ho preparato un filmato time lapse costruito con sequenze riprese tra marzo e aprile. Godetevi lo spettacolo, magari in HD e con il volume alto, delle mie notti nel deserto più arido e antico del mondo.
Se ve la siete persi, c'è anche la prima parte di questo video che riguarda l'estate (l'inverno per l'emisfero nord). Il prossimo sarà girato nell'inverno australe, dominato dal centro Galattico che qui raggiunge esattamente lo zenit. Sarà uno spettacolo memorabile!

Video time lapse: l'indescrivibile bellezza del cielo

Spesso molte persone mi chiedono perché osservo il cielo, visto che è sempre uguale e per di più privo di cose interessanti. Ci sono mille motivazioni personali dietro la scelta di dedicarmi all'astronomia, che quindi possono essere condivisibili o meno. C'è però una motivazione oggettiva per osservare il cielo che non può essere messa in discussione: è ricco di spettacoli straordinari.

Se di notte ci sembra grigio e pullulato solo di qualche debole stella è perché lo stiamo osservando sotto una cortina di luci artificiali puntate verso l'alto che lo hanno di fatto cancellato. Dalle nostre città non vediamo più il cielo ma solo lo scempio perpetrato dalla nostra stupidità che per di più facciamo persino fatica a riconoscere.
Sotto un cielo scuro, incontaminato da luci artificiali, le domande giuste da porsi sono: perché ci sono ormai così poche persone che dedicano tempo a osservare questa meraviglia? Come abbiamo potuto perdere coscienza di quello che per millenni ha rappresentato per l'umanità la fonte di ispirazione per tutte le le più belle azioni e grandi conquiste?
Spero che la visione di questo video time lapse, girato nel Wyoming nell'agosto 2017, possa contribuire a smuovere le coscienze, perché se smettiamo di guardare il cielo smettiamo anche di evolvere.

Genesi e proprietà dei buchi neri

Quando le stelle 25 volte più massicce del Sole arrivano al termine della loro vita, dopo appena pochi milioni di anni, esplodono come delle potentissime supernovae. Contrariamente di quello che accade a tutti gli astri più massicci di 8 volte la massa del Sole, però, ciò che resta dopo l'esplosione come supernova non è un oggetto compattissimo fatto di neutroni e chiamato stella di neutroni, ma qualcosa di molto più peculiare. In queste circostanze ancora più estreme la forza di gravità è così intensa che supera persino la resistenza fatta dai neutroni. La stella di neutroni, quindi, non può essere stabile e non c’è più nulla, davvero nulla, che possa contrapporsi alla straripante energia di compressione della gravità.

La materia del nucleo, inizialmente composto quasi del tutto da ferro, implode all’infinito, forse in un punto (possibile?), e si forma una zona oscura e inquietante chiamata buco nero. È un po’ come disporre di una forza nelle nostre mani che ci consenta di comprimere qualsiasi oggetto fino a farlo diventare un punto così piccolo da risultare invisibile; più piccolo, forse, di un atomo, fino a quasi farlo sparire, ma non a far scomparire i suoi effetti. Qui le cose si complicano e non di poco. Ma non possiamo arrenderci alla prima difficoltà concettuale, anche perché questa sarà solo la prima di una lunga serie.

Un buco nero è composto da materia così compressa che la forza di gravità che produce nelle vicinanze è così intensa che nemmeno la luce riesce a sfuggirvi. E poiché la luce è ciò che viaggia più veloce nell’Universo, dall’interno di un buco nero non può e non potrà mai uscire nulla, nessuna informazione. Ecco perché un buco nero ci appare del tutto nero. Lì dentro potrebbe esserci qualsiasi cosa, persino un altro Universo, una nuova classe di stelle o alcuni personaggi dei nostri fumetti preferiti… Non importa, tanto noi non li vedremo mai.

Ogni buco nero non è un oggetto materiale; i confini sono determinati da una regione detta orizzonte degli eventi. Da qui in poi non si vede più nulla. L’orizzonte degli eventi è infatti la regione entro cui la forza di gravità della materia collassata, in chissà quale forma, diventa così intensa che la luce all’interno non può più uscirne e tutta quella che vi entra resterà intrappolata per sempre. E allora nessuno sa cos’è un buco nero e nemmeno cosa ci sia dentro. La regione che vediamo nera non corrisponde alla posizione di un oggetto: non c’è nessuna barriera nera, nessuna porta, è solo apparenza. Con molta probabilità se ci avvicinassimo a questa regione oscura potremmo attraversarla perché non troveremmo alcun ostacolo, anzi, ne saremmo attratti a causa dell’enorme forza di gravità.

C'è ma non si vede: il buco nero al centro della Via Lattea

La materia, l’ex nucleo di ferro che ha generato il buco nero, si trova in una regione molto più piccola e ben all’interno dell’orizzonte degli eventi. Nessuno riuscirà mai a vederlo, né saprà mai in che stato si trova. Qualche scienziato pensa addirittura che all’interno ci sia una specie di strappo dell’Universo. Il nucleo di ferro è collassato in un punto così denso e pesante da aver strappato lo spazio, come una persona un po’ cicciotta che salta su un tappeto elastico e a un certo punto lo strappa sprofondandoci dentro. Altri pensano che questo strappo possa essere una specie di collegamento con un’altra parte, lontanissima, dell’Universo, ma questa è più fantascienza che scienza. L’unica cosa che possiamo dire con un po’ di sicurezza è che un buco nero è una cosa molto strana, persino per l’Universo, che quasi sembra voler nascondere alla vista qualcosa che non sa spiegarsi, che quasi non dovrebbe esistere.

Se un giorno qualcuno dovesse attraversare la superficie immaginaria di un buco nero, questo orizzonte degli eventi, e riuscisse a sopravvivere e scoprisse cosa c’è lì dentro, non potrebbe comunicarlo a nessuno. Non potrebbe tornare indietro e non potrebbe nemmeno chiamare casa, perché le onde radio che servono per comunicare sono un altro tipo di luce e viaggiano alla stessa velocità, quindi anche loro rimarranno intrappolate dall’incredibile forza di gravità di questa zona. Nessuno in effetti può concepire l’interno di un buco nero, è un limite della nostra mente. Persino gli astronomi più bravi rinunciano a immaginarselo perché è impossibile immaginare qualcosa che non si è mai visto e non si potrà mai vedere, e che con tutta probabilità non somiglia a niente che possiamo osservare qui fuori.

Prima di chiudere questo post, che so già avrà generato molto interesse e tantissime domande, rispondo a quella che penso sia la questione più delicata. Forse ci è capitato di vedere in tv trasmissioni o film che ci hanno raccontato che un buco nero mangia qualsiasi cosa e potrebbe persino divorare la Terra e l’intero Sistema Solare. Non c’è niente di più sbagliato e lo possiamo capire con le nostre stesse forze.

Ragioniamo insieme. Un buco nero che si genera da una stella molto massiccia conterrà una quantità di materia che al massimo è uguale a quella della stella da cui si è generato. Anzi, poiché un buco nero si origina dal collasso del nucleo, la sua massa sarà molto inferiore a quella della stella stessa. Ora, la forza di gravità esercitata da un corpo sferico dipende solo da quanta materia questo contiene e da quanto vicino possiamo arrivare alla superficie. E allora un buco nero che contiene materia pari a 20 masse solari e una stella di 20 masse solari produrranno, alla stessa distanza, la medesima forza di gravità. La grande differenza è che una stella di 20 masse solari è molto estesa, milioni di chilometri, quindi la forza sarà massima quando arriveremo sulla sua superficie e mano a mano che andremo verso il centro, visto che incontreremo sempre meno materia, diminuirà. Un buco nero, invece, è un oggetto molto più concentrato. A milioni di chilometri di distanza produrrà la stessa forza di gravità di una stella con la stessa quantità di materia. In questo caso, però, a un buco nero possiamo avvicinarci moltissimo, al contrario della stella, che ci blocca quando arriviamo alla fotosfera, ancora a milioni di chilometri dal centro. È in queste condizioni, allora, che la forza di gravità diventa molto più intensa.

Un buco nero contenente 20 masse solari ha una dimensione di pochi chilometri, quindi se ci avvicinassimo senza trovare ostacoli e arrivassimo in prossimità del confine potremmo venir intrappolati dalla forza di gravità, che è enorme per piccole distanze. Non è vero che un buco nero mangia qualsiasi cosa che gli orbiti intorno: mangerà solo quella materia che in modo molto incauto gli si avvicinerà troppo. In realtà, poiché una stella contenente la stessa materia è milioni di volte più estesa di un buco nero, è molto più probabile che qualcosa impatti sulla superficie di questa stella, visto quanto è grande, rispetto a venir mangiata dal piccolo mostro al quale si dovrebbe avvicinare fino a poche migliaia di chilometri. Se al posto del Sole ci fosse un buco nero di uguale massa il moto dei pianeti non cambierebbe affatto. Anche questo, forse, è sorprendente.

Non siamo ancora convinti da questi ragionamenti teorici? Convinciamoci allora con questo fatto. Al centro della Via Lattea c'è un “mostro” contenente 4 milioni di volte la massa del Sole in un raggio inferiore all’orbita di Mercurio. E' un buco nero supermassiccio che non si è generato dal semplice collasso di una stella, eppure, nonostante la sua enorme massa, tutte le stelle ruotano con ordine attorno a questo perno centrale. Alcune lo fanno da 13 miliardi di anni; altre, come il Sole e quindi la Terra, da 4,6 miliardi di anni. Dopo questo enorme intervallo di tempo tutte sono ancora vive e vegete. Solo quelle che si sono avvicinate a meno di mezzo anno luce sono forse state mangiate, ma noi, a 26 mila anni luce dal centro, di certo non correremo mai questo rischio. Basta allora il fatto di orbitare davvero attorno a un enorme buco nero per convincerci che questi a grandi distanze sono del tutto innocui?

Fossili cosmici: gli ammassi globulari

Questo post è estratto dal mio libro La straordinaria bellezza dell'Universo

Fuori dalla zona della Via Lattea, là dove le stelle diventano molto più rade e non si può intuire niente se non un uniforme vuoto, almeno a occhio nudo, tutto sembra tacere e la Galassia sembra lasciare il posto a non si sa più cosa, ma di certo a luoghi bui e periferici dell’Universo. Eppure, a osservare con più attenzione, anche con un semplice binocolo, potremmo trovare qua e là dei batuffoletti sferici di luce, che se puntati con un piccolo telescopio scoppieranno di finissime stelle. Che meraviglia!

Quando tutto sembrava finito, quando nella periferia della Galassia le luci sembravano spegnersi, ecco che incontriamo qua e là decine di agglomerati di stelle che ricordano vagamente gli ammassi aperti appena visti. Questi oggetti sono chiamati ammassi globulari, una definizione che ne considera solo la forma e non dice invece niente sulle profonde differenze con quelli che sembrano i gemelli più poveri, ovvero gli ammassi aperti.

L'ammasso globulare M13

Di ammassi globulari ce ne sono più di 100 in orbita attorno alla Via Lattea, a migliaia di anni luce dal centro. Il segreto più grande di questi gruppi riguarda la loro età e i tipi di stelle che ci sono. Non stiamo più osservando giovani famiglie nate da pochi milioni di anni, ma complessi sistemi stellari più vecchi persino della Via Lattea.

Quasi tutti gli ammassi globulari, come M22 e M13, sono i sistemi stellari più vecchi dell’Universo, con un’età compresa tra 12 e 13 miliardi di anni. Quando M13, che possiamo osservare in questa fotografia in tutta la sua grandezza, aveva questo aspetto la Via Lattea non si era ancora formata.

Si pensa che gli ammassi globulari siano allora i mattoni delle galassie, gli embrioni dalla cui unione, a migliaia, si sono plasmate le neonate galassie che poi hanno seguito un loro particolare percorso evolutivo.

Continuando il paragone con il Sistema Solare, allora, appare più corretto equiparare gli ammassi globulari che possiamo osservare adesso agli asteroidi o alle comete: oggetti cosmici che si sono formati agli albori della storia e che per qualche motivo non sono stati utilizzati nei processi evolutivi dei pianeti, o in questo caso della Via Lattea.

Ogni stella di M13 è almeno 7,5 miliardi di anni più vecchia di tutto quello che troveremo nel Sistema Solare, compreso tutto quello che c’è sulla Terra. Sono i fossili più antichi dell’Universo, a due passi (si fa per dire di nuovo) da casa. Non c’è bisogno di scavare tra le rocce, scandagliare il fondo marino, cercare prove cancellate da milioni di anni di evoluzione, come accade qui sulla Terra. Nell’Universo possiamo trovare tutto quello che cerchiamo usando con un minimo di consapevolezza i nostri telescopi.