Baltimora, uova, ed isocrone di ammasso

“All’avanzare della fase evolutiva cresce in generale la velocità di evoluzione, intesa come velocità con la quale viene percorsa l’ascissa curvilinea del cammino evolutivo. Di conseguenza diminuisce il gradiente di massa lungo l’isocrona e l’isocrona stessa finisce col coincidere con la traccia evolutiva della tipica massa in fase di evoluzione avanzata.”

Rileggo questo pezzetto durante il – lento e progressivo – lavoro di sistemazione ed aggiornamento del libro di astrofisica di papà, nella versione su wiki. E non posso che ricadere subito nei ricordi. Quei ricordi. Si corre indietro nel tempo, si svalica il millennio, si plana infine sugli anni ’80. E mi ritrovo in quel di Baltimora: dovremmo essere nel 1988, probabilmente agosto.

Sì, agosto 1988, come indica la pagina web dell’IAU.

Un giovane studente, timidamente affacciato sulla prospettiva di abbracciare un percorso verso l’astronomia come professione, ecco come ero allora. L‘astrofisica stellare era ancora, per molta parte, una cosa misteriosa (taluni miei detrattori – incluso me stesso – potrebbero affermare che per molti versi ancora lo è), una cosa da esplorare. Qualcosa di denso e compatto, da attaccare piano piano, da raddolcire con l’impegno e lo studio, ma soprattutto con la curiosità. Con la voglia di capire.

Una vista del porto di Baltimora

Una vista del porto di Baltimora

Questo pensava soprattutto mio padre, credo. Del resto, la dedica che mi aveva scritto sulla mia copia personale, parlava proprio del mondo come bella avventura nella quale esiste il conoscere ed il capire.

Il ricordo di quei momenti seduti al caffé dell’albergo in Baltimora (l’Holiday Inn, forse?) mi si pare davanti agli occhi ogni volta che ripercorro le frasi di quel paragrafo del testo. I tavolini quadrati, una stanza di moquette e forse tappeti, con colori marroncini, caldi. Poi, la sorpresa di scoprire che per colazione non c’è appena il caffellatte, ma puoi prendere perfino le uova con il bacon e se ci sono anche le salsiccette e i wurstel e c’è perfino la frutta: facile, basta che vai al banco e ti servi.

fried-eggs-456351_640I wurstel, la frutta?? Le uova???  Impressionante, per un ragazzetto di poco più di vent’anni, non ancora abituato allo stile di vita del nuovo continente.

Già. Era un mondo diverso da quello a cui ero abituato, era davvero un nuovo mondo. E intanto era l’entrata, passo passo, nel nuovo mondo dell’astronomia. Nel regno misterioso dell’evoluzione delle stelle, qualcosa che – in qualche modo – c’era sempre stato in casa, ma non aveva mai davvero riguardato me, personalmente.

Ecco, avevo la possibilità di iniziare a farla diventare mia, questa storia, a farla diventare personale, cioè metterci addosso un po’ di me stesso. Del resto, le stelle sono strane. E questo, guardate, mi meraviglia ancora. Cioè, tu pensi di studiare una cosa particolare, di settore, anche semplice (tutto sommato partono come semplici ammassi di gas autogravitante) e ben presto scopri che per comprenderle davvero hai bisogno della fisica, anzi di tutta la fisica, inclusa quella più moderna. E anche se studi le stelle, non studi le stelle (appena), studi proprio tutta la fisica…

“le stelle finiscono col fornirci informazioni non solo sulla loro stessa storia, ma anche sulle leggi fondamentali della fisica e sulla conseguente efficienza di meccanismi fisici quali le reazioni nucleari, le interazioni deboli e così di seguito.”

Così, da quei dialoghi a tavola, è cominciato tutto il viaggio, il vero viaggio, potrei dire. Da quel momento mi sono imbarcato nell’avventura di far diventare l’astronomia (anche) una storia personale. Di contaminarla con la mia umanità, come fa ogni scienziato, ogni appassionato.

In quei dialoghi svolti nel ristorante dell’hotel, papà mi iniziò a spiegare, appunto, la differenza tra fase evolutiva ed isocrona. Seduti uno davanti all’altro, in quel posto lontanissimo da casa, con orari completamente sfasati ai quali faticavo ad abituarmi, solo raccontando, mi introdusse pazientemente alla gestione di cose “impegnative”, cose “da esperti”. Lo ha sempre fatto con quel suo stile originalissimo, che molti gli hanno riconosciuto: quello per cui le cose difficili venivano sfrondate dalle complicanze di second’ordine, per far brillare l’essenziale, che poi è proprio semplice (per chi lo padroneggia davvero).

Per me, era comunque un mondo “altro”, un mondo strano, affascinante ed ostico insieme. Era davvero un altro mondo, differente dalla mia adolescenza ed infanzia, tanto come Baltimora poteva essere diversa dalla casetta nella periferia romana alla quale ero abituato.

Era – anche e sopratutto – la possibilità inedita, finalmente, di comprendere di cosa vivesse papà, di osservarlo in presa diretta, di comprenderlo dall’interno una buona volta.

“La variazione delle isocrone con il tempo rappresenta un “orologio” con cui potremo valutare l’età degli ammassi stellari, orologio calibrabile tramite la luminosità del punto di massima temperatura efficace…”

Iniziavo così a comprendere gli orologi cosmici mentre lo stesso orologio della mia vita segnava il tempo in cui iniziare a navigare in acque più aperte. A confrontarmi da adulto nel mondo degli adulti.

Le isocrone sono diverse dalle tracce evolutive, chiaro. Poi però non sono così diverse, mi spiegava papà. E’ che nelle fasi evolutive avanzate la si possono confondere con una buona approssimazione, perché l’intervallo in massa coperto dall’isocrona diminuisce, e dunque si avvicina alla traccia evolutiva corrispondente al valore di massa. Ad essere onesti, ricordo che mi faceva fatica comprenderlo davvero.

Eppure iniziò lì. Iniziò lì per me l’avventura di un nuovo modo di – potremmo dire – ragionare l’universo. Soprattutto, un modo per il quale l’universo stesso cominciava ad essere comprensibile, ad essere davvero indagabile. Poter speculare sulle stelle più lontane, poter dire qualcosa sulla loro età, sulla loro struttura e non dirlo più (soltanto) per fantastica proiezione, ma con un approccio puntuale che comprenda – appunto – il conoscere ed il capire. 

Qualcosa che, una volta che finalmente l’afferri, ti rimane addosso, quale cosa tua per sempre.

Una scienza novissima…

“Quanto più profondamente penetriamo nel mondo submicroscopico, tanto più ci rendiamo conto che il fisico moderno, parimenti al mistico orientale, è giunto a considerare il mondo come un insieme di componenti inseparabili, interagenti e in moto continuo, è che l’uomo è parte integrante di questo sistema” — Fritjof Capra

Molte volte ho ripensato alla frase di Marco Guzzi, “un’altra scienza è possibile e necessaria” e penso che ogni giorno di più questo sia vero. Vi sono innumerevoli strade da poter percorrere perché la scienza sia parte del cammino dell’uomo e non si arrocchi su un castello di tecnicismi ostili. La ‪scienza‬ deve diventare – e forse adesso può davvero diventarlo – novissima, ovvero tornare alle origini. Dopo l’abbuffata di riduzionismo, che per quanto ottocentesco informa potentemente il sentire comune del nuovo millennio, è tempo – questo – di renderla di nuovo parte integrante dell’avventura umana.

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Oso dire, e molti miei colleghi mi guarderebbero come matto, che va coniugata con pieno coraggio, con la ricerca culturale e spirituale. In una maniera inedita forse ancora tutta da scoprire.

O meglio, da riscoprire.

La formazione della Luna, e il sacrificio di Theia…

In questo intervento creato apposta per GruppoLocale, l’astrofisica Alessandra Mastrobuono Battisti ci descrive in parole semplici la ricerca sull’origine della Luna, che ha portato il suo gruppo a pubblicare sulla prestigiosa rivista Nature, e che ha avuto eco rilevante anche nei giornali italiani. 

alexPensateci. La notte non sarebbe certo la stessa senza la Luna: tutti diamo un po’ per scontato che il cielo sia stato sempre cosi’ come e’ oggi, con il nostro splendido satellite a farci compagnia. Dimentichiamo però che siamo in un universo alquanto dinamico, e la realtà è piuttosto diversa: oggi sappiamo che il sistema Terra-Luna  e’ in effetti il risultato di un evento catastrofico, figlio della fase finale della formazione del nostro pianeta.

Per capire meglio, dobbiamo tornare un pochino indietro. Ai primordi del Sistema Solare, per l’esattezza. A quel tempo (qualche miliardo di anni fa), il Sole era circondato da un disco di planetesimi, piccoli oggetti costituiti da rocce e metalli, con tutti gli elementi chimici che oggi troviamo sulla Terra. Questi planetesimi hanno una importanza chiave, per la nostra stessa vita, perché proprio dalla collisione e aggregazione di questi oggetti sarebbero nati i pianeti.

L’ultima grande collisione subita dalla Terra, probabilmente con un embrione planetario delle dimensioni di Marte, chiamato Theia – come la madre di Selene, la dea della Luna nella mitologia Greca – ha causato la formazione di un disco di detriti intorno alla Terra.  L’impatto tra i due corpi deve essere stato davvero devastante. Da parte di questi detriti ebbe però origine la nostra meravigliosa Luna.

Una spaventosa collisione tra corpo planetari è all'origine della nostra Luna. Credit: Hagai Perets. In the image construction we made use of real images of Venus (credit:ESA) and Mars (credit:NASA) and artificial stellar background (credit:psdgraphics).

Una spaventosa collisione tra corpo planetari è all’origine della nostra Luna. Crediti: Hagai Perets. ESA, NASA, psdgraphics).

Eccoci, dunque. Questa teoria spiega perfettamente la formazione della Luna, eppure… per trenta anni e’ stata dibattuta da diversi scienziati, in modo anche molto serrato. Per un semplice motivo: la Terra e la Luna sembravano essere simili, decisamente troppo simili per essersi formate in questo modo.

Basandosi su complesse simulazioni della collisione che formo’ la Luna, i ricercatori hanno capito che la maggior parte del materiale che ando’ a formare la Luna proveniva da Theia e non dalla Terra come si pensava in precedenza. Ed ecco quello che, per molto tempo, ha creto il problema. Da analisi di meteoriti provenienti da asteroidi e da Marte sappiamo che la composizione chimica, ed in particolare il contenuto di ossigeno della classe di oggetti alla quale Theia sarebbe appartenuta, e’ in realtà molto diverso da quello esistente sulla Terra.

Quindi anche Theia doveva essere diversa dalla Terra e dunque generare una Luna altrettanto differente. Però i dati, appunto, da tempo ci indicano il contrario: da campioni di rocce lunari riportateci indietro dalle varie missioni Apollo si e’ evinto che la Luna ha un contenuto di ossigeno – per  fare un esempio – praticamente indistinguibile da quello della Terra.

Questa “piccola” contraddizione ha adombrato la teoria dell’impatto gigante per oltre 30 anni.

Alla base di questa contraddizione vi e’ pero’ un’assunzione, da sottoporre a verifica: Theia è un pianeta proveniente da una regione diversa del sistema solare rispetto alla Terra e dunque deve avere composizione chimica diversa da essa. Ma va anche detto che Theia e’ diversa dagli altri pianeti o asteroidi sopravvissuti nel sistema solare. Dopotutto, ha colpito la Terra (buon per noi che non eravamo ancora a zonzo sul pianeta perché la cosa non deve essere stata troppo piacevole…) e per farlo la sua orbita non deve essere stata troppo diversa da quella della Terra.

Poiche’ la composizione chimica degli oggetti nel disco protoplanetario dipende dalla distanza dal Sole, le proprieta’ chimiche dei pianeti dipendono dalla zona in cui hanno “raccolto” il materiale da cui si sono formati. Arriviamo allora al punto, come capite: se Theia e la Terra avevano orbite simili, avranno anche raccolto materiale da zone simili e, probabilmente, avranno avuto composizione chimica piu’ simile di quanto finora ritenuto.

In questo filone si introduce esattamente la nostra ricerca.

Fino ad oggi le simulazioni della formazione del sistema planetario erano state utilizzate quasi esclusivamente per studiare la composizione chimica e le proprieta’ dei diversi pianeti. Nel nostro lavoro, pubblicato su Nature il 9 di aprile, le abbiamo invece sfruttate per confrontare la composizione chimica dei pianeti con quella dell’ultimo corpo che ha colliso con ciascuno di loro.

Questo confronto ci ha rivelato che tra il 20% e il 40% degli analoghi di Theia hanno composizione chimica simile a quella del pianeta colpito. Potrebbe sembrare poco, ma in precedenza si pensava che questo fosse possibile solo nell’1% dei casi.

Questo lavoro dunque potrebbe dare una spinta importante per sciogliere, finalmente, la trentennale impasse, dimostrando che e’ effettivamente possibile che la Luna si sia costituita a seguito di questo grande impatto, anche avendo ottenuto tutto il suo “materiale di formazione” da Theia.

Quando dunque guarderemo la luna, nelle notti terse e limpide di questa primavera ormai inoltrata, o quando la ammireremo nelle notti d’estate, sarà forse bello andare con la mente al  suo progenitore, “sacrificatosi” per la sua stessa formazione. Ed anche comprendere come alle volte, a seguito di eventi più che catastrofici, possano sorgere scenari di tale pacata  e serena bellezza.

(Rielaborazione ed integrazione: Marco Castellani)

Mille miliardi di stelle…

.. ed anche di più! Immensamente di più! E’ una di quelle situazioni in cui una ricerca, una immagine, una sequenza animata, dice qualcosa che travalica il mero dato scientifico, che sorpassa facilmente la cerchia dei tecnici e delle persone la cui competenza professionale è focalizzata nel medesimo cono di luce, nella stessa articolazione di interessi. Perché coinvolge tutti gli uomini, li prende e li afferra nel loro senso primordiale di meraviglia, di sbigottimento. Davanti ad un universo immenso, pienissimo di stelle.

Potrebbe definirsi l’immagine più grande mai realizzata. E’ un elefante di un miliardo e mezzo di pixel, e ci vogliono più di quattro GB di spazio disco per memorizzarla. Ed è – davvero – mozzafiato. L’ha realizzata la NASA ed è una istantanea della galassia Andromeda, una delle galassie più grandi a noi più prossime. L’immagine globale è la composizione di 411 foto acquisite da Hubble, e ci porta in un viaggio attraverso cento milioni di stelle, esteso più di 40.000 anni luce (o diciamo, almeno una parte).

E’ bello percorrerla in una sequenza animata. Veramente trovo il video impressionante, e lo dico come astrofisico, cioè persona che  con le cose del cielo, più o meno, dovrebbe avere ormai una certa familiarità. Eppure c’è da rimanere colpiti, nel percepire tale immensità. Ma ora basta parole: guardate il video, e vi consiglio caldamente di allargarlo a pieno schermo.

E’ palpabile il senso di immensità, dico bene? Quanto siamo piccoli, in questo universo. O meglio, come più mi piace pensare, quanto è grande e meraviglioso l’universo intorno a noi.

D’accordo. Niente di nuovo, in fondo. A parte la bellezza dell’immagine e del video ad essa collegato. Sono cose che sappiamo, in senso astratto. Eppure anche qui c’è da fare qualcosina. Una cosa così piccola e laterale come una rivoluzione. Perché sono idee, concetti, figure di ragionamento, che troppo spesso ci scivolano addosso senza commuoverci, senza muovere il cuore, senza destarci stupore.

Non riesco a non interrogarmi davanti a cose come questa. A cose che improvvisamente mi aprono la mente, mi restituiscono improvvisamente il senso della meraviglia.

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Una porzione del nostro ingombrante e meraviglioso “vicino” cosmico. Crediti: NASA, ESA, J. Dalcanton, B.F. Williams, and L.C. Johnson (University of Washington), the PHAT team, and R. Gendler

Eh già, sarà ben per questo.

Mi dico che è per questo. E’ un problema di conoscenza. Le idee non muovono niente, se rimangono nel cervello. Potrei snocciolare i numeri più mirabolanti, riguardo la quantità di stelle e l’immensità degli spazi, e strapparvi al più uno sbadiglio. “Se potessi mangiare un’idea, avrei fatto la mia rivoluzione”, cantava acutamente Giorgio Gaber diversi anni fa. Dimostrando – a mio modestissimo avviso – di aver capito in tempi non sospetti cosa è veramente una rivoluzione, come deve partire da noi per potersi propagare poi all’esterno in modo fecondo.

Rimbocchiamoci le maniche, amici. Dobbiamo regalare anche alla scienza l’opportunità di una ripartenza, di una ripresa della conoscenza emotiva. Questa è, io credo, una delle sfide per la nuova comunicazione scientifica del millennio che si è appena aperto. Ma ormai è tempo. Un’altra scienza è possibile e necessaria (Marco Guzzi). E Andromeda è lì, con le sue meraviglie, come un invito ad un percorso nuovo. Mirabolante. Davvero stellare.

La magia di un’eclisse

Tutti insieme a guardare in alto. Ed è ancora uno spettacolo, l’eclisse. Siamo sofisticati  e pieni di gadget tecnologici, eppure – per fortuna – rimane sempre qualcosa, rimane sempre una occasione di stupirsi, che il cuore attende. Soprattutto, rimane il brivido di ritrovarsi fruitori di uno spettacolo celeste, di ritornare al dato originale, alla meraviglia per l’avventura del cielo.

Lo sappiamo: uno non è che ci pensa molto, al cielo. E’ vero, ha una immensità sopra la testa, una cosa che a ragionarci un poco, è davvero da capogiro: distese sterminate di stelle e galassie, pianeti e poi quasar e buchi neri, e ogni altra possibile occasione di meraviglia.

Ma è normale, non ci pensiamo.

Abbiamo tutti le nostre cose da fare, le nostre urgenze, le nostre priorità. Abbiamo tutti il pensiero “appena messa a posto questa o quella situazione, allora sì che mi potrò rilassare…”, di quello che girano sempre in background,  perché il nostro ego ragiona così, fa la cosa che gli è propria: rimanda eternamente.

Allora riprendersi la meraviglia di ogni giorno – delle cose piccole e grandi – può essere una delle strategie con cui intendiamo reclamiamo di nuovo il posto di guida nella nostra vita. E diciamo a noi e al mondo che la vita è adesso, come recita il titolo di una struggente canzone di Baglioni. Permettersi lo stupore di una eclissi è appena questo, probabilmente.

L'eclisse... al suo meglio (Foto di Massimo Dall'Ora)

L’eclisse… al suo meglio (Foto di Massimo Dall’Ora)

Così è confortante che il cielo, con il suo antichissimo spettacolo, sorpassa tutte le nostre difese e le nostre sofisticazioni. Grandi e piccoli, non c’è differenza. Quel giorno il piccolo bimbo dell’asilo e il professionista di mezza età, l’atleta e lo scrittore, l’infermiere e chi è in cerca di lavoro, tutti si sono sentiti coinvolti – almeno per un momento – dallo spettacolo che il cielo aveva organizzato per loro.

Tutti:  anche chi, non avendo strumenti per guardare il cielo con sicurezza, lo scorso venerdì mattina ha giustamente evitato di mettere a rischio la retina. Tutti accomunati almeno da un friccico di curiosità. Tutti bene o male stupiti che il cielo si fosse per una volta preso il ruolo di protagonista, entrando a gamba tesa tra le storie e le vicende umane.

Che poi sono cento anni che il Sole non si oscura il giorno dell’Equinozio di Primavera, mica ne potremo vedere tante di eclissi così…

Io venerdì mi trovavo per lavoro nella sede di Tor Vergata dell’ASI Science Data Center, e ho così potuto vedere due spettacoli insieme. Uno, quello dell’eclisse (grazie ad un previdente collaboratore che aveva portato gli apposito occhialetti, utile residuo di una precedente eclissi). L’altro, parimenti interessante, di tanti colleghi  – giovani e meno giovani – attraversati da un entusiasmo genuino e delicatissimo, da un desiderio di vedere e di partecipare che nessun manuale teorico sui corpi celesti o nessun livello di sofisticata erudizione potrà mai soddisfare pienamente.

Per questo non mi entusiasmano certe letture forzatamente disincantate, che mi è capitato di incontrare sul web. Non perché non abbiano anche delle ragioni, ma perché secondo me non colgono il punto. Il punto è proprio questo, che rischiamo di perdere un’altra occasione per ragionare sul cielo e sulle sue meraviglie.

Perché al di là di tutto, è questo il vero pregio di un fenomeno come l’eclisse. Che ci fa capire che il cielo c’entra con le vicende umane. Per un attimo – per un momento appena – ma lo fa: ci spiazza, ci toglie dal pigro e placido pensiero che tutto ciò che conta è ad altezza naso (o più in basso). Ci rimanda a qualcosa di immensamente più grande di noi, come sono  appunto i corpi celesti.

Mi viene in mente un verso della Bibbia, che dice

“chiamato a guardare in alto / nessuno sa sollevare lo sguardo”  (Osea 11)

In fondo anche un’eclissi è come un richiamo a guardare in alto. Ad uscire dal perimetro delle cose usuali, ad introdurre possibilità ed ingredienti nuovi nella miscela usuale che ci prepariamo, a riconsiderare la possibilità di un imprevisto, nelle nostre vite troppo programmate, e per questo -alle volte – così misteriosamente noiose a noi stessi.

Diceva Montale in Prima del viaggio che

 un imprevisto

è la sola speranza. Ma mi dicono

che è una stoltezza dirselo.

Per me l’eclissi è questo. Per quanto accuratamente anticipata, accade comunque come un imprevisto che smuove la nostra vita. E forse ci suggerisce che gli stolti sono loro, quelli che pensano l’imprevisto come una ultima stoltezza.

Perché sono loro, alla fine, che si perdono qualcosa…

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