Una nuova fisica alle porte?

E’ una immagine molto suggestiva, e questo è innegabile. Ma potrebbe essere anche decisamente di più. Nessuna sorpresa, in questo. Spesso la bellezza e l’importanza scientifica si fanno compagnia, del resto. Una frase attribuita a Platone recita che la bellezza è lo splendore del vero.

Sia di chi sia, ci piace farla nostra, almeno in questo caso.

Ma vediamo un po’. Si tratta della regione di formazione stellare chiamata N11 ed è senza dubbio la parte più “viva” ed esuberante della Grande Nube di Magellano, uno delle galassie vicine alla nostra più importanti ed ingombranti, con riguardo alla massa totale.

Crediti: NASAESARiconoscimenti: Josh Lake

Questa immagine poi è stata acquisita con il Telescopio Spaziale Hubble, e dietro alla sua bellezza – possiamo dirlo – c’è anche un buon lavoro artistico, una sorta di paziente cesellamento digitale che è valso all’utore un premio, chiamato significativamente Hubble’s Hidden Treasures (appunto, i tesori nascosti di Hubble).

Adesso, messa l’arte un attimo da parte, uno studio nuovo nuovo sulle stelle variabili della Grande Nube, sta creando un po’ di subbuglio su alcune nozioni (ritenute quasi acquisite) che abbiamo spesso riportato anche qui, e precisamente sulla scala delle distanza dell’universo osservabile.

Detto molto di passaggio, le stelle variabili sono fondamentali, perché da come si illuminano (la teoria che abbiamo a disposizione è davvero precisa) possiamo capire quanta luce fanno in assoluto, e dunque quanto sono lontane.

Il problema, in soldoni, sarebbe questo. La scala di distanze che abbiamo ottenuto appare un po’ diversa da quella che abbiamo costruito usando la radiazione cosmica di fondo. Per essere precisi, è il valore della costante di Hubble (chiamata Ho) – che regola il tasso di allontanamento dei corpi celesti – che risulta differente. Questa divergenza tra il valore della “costante” ottenuto usando due metodi diversi, è una cosa davvero importante che va compresa, perché potrebbe aprire le porte al nuovo.

Del resto, le cose sono semplici. O uno dei due sistemi per calibrare Ho è sbagliato – ed allora dobbiamo capire quale e in che modo – oppure l’universo ci “segnala”, con questo scarto, che stiamo scivolando su qualcosa che invece attende di essere capito. Che è pronto per essere capito (ovvero, siamo noi ad essere pronti). Potrebbe essere necessario, ad esempio (e qui si fa interessante) rivedere in qualche modo i modelli cosmologici, così intimamente legati al moto di espansione stesso.

Davvero, come si diceva in altra sede, il cosmo è un laboratorio molto particolare, perché riflette e ci invia di ritorno, con matematica esattezza, il medesimo schema di pensiero con il quale lo interroghiamo.

Così gli scarti sulle misure, le tensioni tra misure e modello, nella storia della scienza, sono state sovente il segnale della necessità – maturata nel tempo – di trascendere il modello, di sostituirlo con uno “all’altezza della nostra nuova domanda”. O comunque di modificarlo, nello stesso senso.

E’ presto per dire che una nuova fisica è alla porte, certamente. E’ presto anche se tanti segnali, sembra, ci portano in quella direzione.

Comunque, c’è da speculare poco, e stare aderenti al dato, al dato empirico: vedremo in questo caso, anche in questo caso, a che cosa siamo chiamati.

A quale nuova comprensione del cosmo possiamo finalmente aprirci.

Prima immagine di un buco nero

Ormai l’avrete già vista dappertutto. In due giorni appena è diventata una delle immagini più onnipresenti nel web. E questa volta è una immagina scientifica. E molto, moltissimo umana.

E’ una immagine che parla di un grande risultato della scienza – la prima volta che si ottiene una immagine di un buco nero – e di un grande risultato dell’uomo. Direi questo, soprattutto.

Cerchiamo di capire perché. Bene, la cosa in sé la sapete, inutile aggiungere altre descrizioni, oltre a quelle già molto accurate che si sono affacciate in rete: quella che già viene chiamata la foto del secolo è una immagine del buco nero supermassiccio nella galassia M87, acquisita tramite l’Event Horizon Telescope (Eht, in breve). Vediamo qualcosa che non si era mai visto. Riusciamo ad avere una immagine di un oggetto enorme, smisurato e lontanissimo. Un oggetto che appartiene ad una classe, quella dei buchi neri, che quando ero ragazzo era trascritta nei libri di testo con la doverosa specifica di ipotetica.

Già, fino a non molti anni fa i buchi neri erano ipotesi di lavoro, appena.

E ora, invece, vediamo questo.

Crediti: The Event Horizon Telescope

Cerchiamo di allargare lo sguardo. Cosa sta accadendo in questi anni? Sta acquisendo una dignità di esistenza nel nostro linguaggio comune una teoria, una immagine di cielo, che fino a ieri pareva fuori dalla nostra portata. La rilevazione delle onde gravitazionali, e ora l’immagine del buco nero, sono gli eventi che suggellano questo cambiamento, questo turning point.

Un nuovo mondo si affaccia alla nostra percezione, usando mille nuovi segnali. Un nuovo linguaggio, anche (come è sempre stato). Perché il linguaggio è importante, è fondamentale per come noi leggiamo, per come viviamo il cosmo. E’ la nostra interfaccia con quanto accade nel mondo “esterno”. Per questo non è così fuori luogo tirare in ballo perfino la poesia, anzi osar dire che i poeti devono riprendersi il cosmo. Perché è ormai urgente elaborare un nuovo linguaggio, un linguaggio che avvolga di parole, vere, profonde, le nuove cose che ci arrivano dal cielo, i nuovi segnali che entrano irreversibilmente a far parte delle nostre vite. Un linguaggio che ci permetta davvero, e di nuovo, di “fare casa”, nel cosmo.

Dicevamo di un grande risultato dell’uomo, anche. E vogliamo chiudere con questo dato: l’immagine che ammiriamo oggi è un risultato – soprattutto è questo – frutto di una estesa e complessa rete di collaborazione. Leggendo pazientemente i resoconti di questa scoperta si comprende, in modo molto limpido e bello, come niente di questo sarebbe stato minimamente possibile se questa esteso network di relazioni (che raggiunge paesi diversi, culture differenti, persone diversissime tra loro) non si fosse potuto dispiegare in tutta la sua ampiezza. Una rete grande come la Terra. E stavolta, non tanto per dire. Ma per davvero, nel senso più letterale possibile: gli otto grandi radiotelescopi hanno infatti simulato, lavorando assieme, un solo unico strumento che abbraccia tutto il globo.

Qui non ci sono confini, non ci sono porte (e porti) chiusi, non c’è difesa preventiva del proprio ambito (di esperienza, di conoscenza), non c’è il prima noi. O meglio, c’è sempre tutto questo, c’è anche sempre tutto questo: c’è, perché siamo umani. Ma la cosa che conta è un’altra (ed è il segno più bello, forse, dell’essere umani) : è che c’è lo slancio a superare il gioco di piccola sponda, la conta egoistica del dare e avere, perché si intravede un obiettivo perseguibile, condiviso, comune.

E quello che si intravede è più bello, assai più bello, di quanto si teme di perdere.

La danza dei buchi neri…

Abbiamo parlato varie volte, nei mesi passati, del fenomeno del tutto nuovo della rilevazione delle onde gravitazionali, prodotte dagli eventi di fusione di due buchi neri. Proprio questi fenomeni molto energetici che avvengono nell’universo lontano sono i maggiori responsabili di quelle onde gravitazionali che proprio in questi anni siamo riusciti a rilevare anche da Terra, e che ci hanno aperto una nuova bellissima finestra di indagine, quella appunto dell’astronomia gravitazionale.

E se pure molte volte abbiamo argomentato di queste onde – correttamente previste da Einstein un secolo fa – forse ci siamo meno occupati della sorgente di queste onde così elusive, ma così importanti. 

Il fatto è che fenomeni anche fantasmagorici come la fusione di due buchi neri, non son cose facilmente rilevabili, non sono – per ora – ambiti facilmente indagabili con quella precisione anche visiva, della quale avremmo bisogno per fare anche di questo, materia compiutamente raccontabile.

Ci viene allora in aiuto la capacità moderna di effettuare simulazioni di fenomeni fisici, immettendo in codici di moderni supercalcolatori la grande quantità di dati di cui ora disponiamo. Anche la fusione di due buchi neri è stata simulata al computer, con grande precisione e anche in modo particolarmente evocativo. 

L’evento di fusione di due buchi neri di grande massa
(Crediti per video ed immagine: NASA)

La musica che accompagna questa animazione è di Edvard Grieg, Nell’antro del re della montagna, ed è una parte della meravigliosa suite dell’Opera 46 (suite sinfonica ricavata dalle musiche di scena del Peer Gynt di Ibsen). Si adatta direi molto molto bene alla “danza” che stiamo osservando nel video, sottolineandone mirabilmente la sua intrinseca eleganza. 

Qui notiamo appena una cosa, già accennata: la luce. Pur trattandosi appunto di buchi neri, che non emettono radiazione luminosa, il riscaldarsi del gas comunque coinvolto nell’evento provoca una decisa emissione di radiazione in banda ultravioletta ed in banda X.

Proprio ricercando tali eventi in queste bande ad alta energia, possiamo sperare in futuro di trovare ed anche studiare questi accadimenti “dal vivo”, ben prima che la danza abbia la sua conclusione con la completa fusione in un unico oggetto. 

Di cosa è fatto tutto quel che c’è?

L’astronomia ci ha abituato da tempo a splendide immagini: stelle, pianeti, lontani quasar… Eppure, raramente troviamo una immagine così densa come quella che presentiamo oggi e che racchiude, conchiude – quasi come una icona – la nostra attuale concezione di Universo.

Di cosa è fatto insomma il nostro Universo? Di cosa è fatto tutto quel che c’è? Scoprirlo, è il compito della sonda Plank (un grande progetto della nostra Europa) che ha realizzato – dal 2009 al 2013 – una mappa puntigliosissima delle differenze in temperatura della superficie ottica più “antica” che si conosca in assoluto, ovvero il fondo cielo che si creò quando il nostro universo divenne, finalmente, trasparente alla luce (prima era così denso che non c’era verso, nemmeno i fotoni potevano fluire tranquilli).

La radiazione cosmica di fondo è una complessa intelaiatura che è anche un formidabile campo di prova per le varie teorie cosmologiche, per le nostre prove di comprensione della struttura del mondo. Le teorie dunque sono chiamate ad accordarsi con quanto oggi “vediamo” tramite satelliti come Plank, e questo pone fortissime “costrizioni”, che sono a loro volta cogenti indicazioni. Di quel che c’è, e quel che non c’è.

Soprattutto, di quanto sia sorprendente questo universo, in cui viviamo. La più recente analisi di questi dati, infatti – roba fresca fresca, di pochi giorni – conferma ora ed ancora che la maggior parte dell’Universo è fatta di qualcosa che non conosciamo, la elusiva “energia oscura”. E non è tutto: anche la maggior parte della materia, è materia che non conosciamo, anch’essa detta “oscura”, appunto.

Insomma l’universo, questo universo – nato (e lo sappiamo proprio da questi dati) 13,8 miliardi di anni fa, continua a stupirci con la sua formidabile carica di mistero. E’ così davvero affascinante, guardarlo, esplorarlo, cercare di capirlo. Perché quel poco che sappiamo (ed è già moltissimo) si immerge in un mare magnum di cose che ancora non sappiamo. Ma che siamo invitati ad esplorare, ogni giorno di più.

E le sorprese – questo sì, lo sappiamo – non mancheranno.

 

Tutto quello che si vede… ed oltre!

Non è troppo diverso da quel che si pensava un tempo, alla fine. Ovvero, è sempre possibile mettersi al centro di tutto, e non è necessariamente un danno. L’importante – vorrei dire – è esattamente nel come lo si fa. Se è un passo che compiamo  con tracotanza ed arroganza, oppure con tremore e timore. Cambia tutto, anche se il centro è lo stesso, il punto focale rimane invariato. Geometricamente la stessa cosa. Esistenzialmente, un ribaltamento completo di prospettiva.

Per questo non mi disturba pensare la Terra – oggi, nel 2018 – al centro dell’universo, perché in un certo senso è davvero il centro. E’ il centro dell’universo osservabile, quello cioè di cui noi possiamo avere esperienza.

L’universo osservabile. Crediti & Licenza: Wikipedia, Pablo Carlos Budassi

Nell’illustrazione artistica, ripresa da APOD, si spazia con andamento logaritmico dall’universo vicino (quello prossimo al centro, con i pianeti del Sistema Solare) alle regioni più lontane, disseminate di galassie delle forme più disparate. Fino poi alle regioni estreme con cui possiamo venire a contatto, che sono quelle dalle quali, passati i filamenti di materia primordiale, ci giunge solo la radiazione di fondo cosmico, ovvero l’eco del Big Bang, quel grande scoppio da cui il nostro cosmo si è originato.

E questo è tutto. Oppure no?

Vediamo. I cosmologi ritengono che l’universo osservabile sia parte di qualcosa di ben più grande, un “universo” che contiene delle parti (anche abbastanza estese) con le quali non possiamo assolutamente venire a contatto, perché – sostanzialmente –  oramai troppo lontane a causa dell’espansione accelerata, tanto che nessun segnale può giungere fino a noi. E’ una zona a noi completamente preclusa, ci piaccia o no.

E questo è proprio tutto, stavolta. Oppure…

Vediamo. C’è chi argomenta che anche il nostro universo potrebbe essere “semplicemente” un esemplare di una specie di costellazione di universi (che ordinariamente sono isolati uno dall’altro), dove magari vigono anche leggi fisiche differenti. Per dirla tutta, ci sono anche delle teorie per le quali in ogni istante l’universo si divide in una miriade di altri universi. 

Mi sto riferendo alla cosiddetta interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica. Certo non la sola ad ipotizzare una collezione di universi, oltre al nostro. Ma sicuramente una delle più pazzesche, solo che ci si pensi un momento.

C’è da dire che queste idee, seppur indubbiamente suggestive (e percolate, significativamente, nella percezione comune), non sembrano avere – almeno al momento – alcuna possibilità di verifica nel senso scientifico, o comunque di falsificazione nel senso popperiano: per farla breve, non c’è modo di dire se sono giuste o sbagliate. Possiamo pensarne quel che vogliamo, tanto non c’è da fare esperimenti o misure (almeno, per ora) per decidere.

Semplicemente, perché di altri universi – per definizione – non possiamo avere alcuna conoscenza (altrimenti sarebbero comunque parte del nostro, anche in senso filosofico). Per noi dunque c’è un mondo, semplicemente uno.

E non è poco, vista l’estensione e l’abbondanza che lo contraddistingue. E tenuto anche conto che ancora, di questo universo, dobbiamo – davvero – comprendere quasi tutto.

Anche, oserei dire, come viverci nel modo migliore, più bello