Segni di un cosmo dorato…

Stavolta sono state viste tutte e due: le onde gravitazionali e quelle elettromagnetiche (insomma, quelle a noi decisamente più congeniali). Per la prima volta nella storia dell’astronomia. Ma l’astrofisica gravitazionale, non ci sta risparmiando sorprese. Come a dirci, è un campo nuovo, un campo eccitante. Non lo vedete? Non mi vedete? 

I dati che abbiamo, ormai lo sapete, si spiegano benissimo con la faccenda di due stelle di neutroni avviluppate in una danza inestricabile, che le porta a fondersi l’una con l’altra, in breve tempo.

Va appena ricordato che le stelle di neutroni sono già di loro cose parecchio strane, e ben poco hanno a che fare con le stelle “normali” di cui ci siamo occupati spesso. Sono fatte di materia così “pigiata” da essere pesantissima, usualmente dovute al collasso gravitazionale di una stella di massa molto elevata (dieci volte il Sole o giù di lì). La materia – in stato “degenere”  è così densa che una stella di neutroni di poche decine di chilometri di diametro, può benissimo avere una massa superiore a quella del nostro Sole.

L’episodio di cui parliamo è stato registrato il giorno 17 agosto nella galassia vicina NGC 4993, una gigante ellittica distante da Terra “appena” 130 milioni di anni luce. E qui c’è qualcosa che ha cambiato le carte in tavola, facendo fare un balzo in avanti sorprendente alla neonata astrofisica gravitazionale. C’è  – se vogliamo metterla così – che lo sconosciuto è venuto incontro a ciò che invece è già ben conosciuto, gli ha teso la mano, gli ha fornito nuovo valore. E hanno camminato insieme. Portandoci a scoprire nuove cose, a legare quel che si conosce con quello che si scopre, nell’evidenza solare del fatto che uno rafforza l’altro.

Detta in modo più scientifico, la cosa è questa: pochi secondi dopo la rilevazione delle onde gravitazionali da parte degli esperimenti LIGO e Virgo, il telescopio orbitante Fermi ha rilevato un treno di raggi gamma, e qualche ora dopo sia Hubble che altri osservatori hanno rilevato i fotoni dello spettro elettromagnetico, legati all’evento.

Questo video decisamente suggestivo mostra due stelle di neutroni molto calde, nei momenti finali in cui l’orbita stretta in cui sono avvinte le porta ad una cospicua emissione di onde gravitazionali, appunto quella rilevata da Terra. Nel momento della (inevitabile) completa fusione, si forma un jet assai potente che genera un lampo gamma (di quelli a durata breve). A breve distanza di tempo, si ha anche la formazione di una sorta di supernova, per la precisione chiamata kilonova.

Questa significativa coincidenza tra quel che si vede (radiazione in banda ottica) e quel che non si vede (onde gravitazionali, raggi gamma) conferma che gli eventi che “vede” LIGO possono essere associati con lampi gamma di breve durata. Gli scienziati sono portati a pensare che queste fusioni di stelle di neutroni possano aver disseminato nell’universo una buona quantità di elementi pesanti,  compreso lo Iodio, necessario alla vita, ed uranio e plutonio.

E non solo. La cosa che ha molto colpito l’immaginario collettivo, in questi giorni, è che potrebbe verificarsi una produzione cospicua di un elemento ritenuto assai prezioso, ovvero l’oro. Insomma, in questo momento, proprio in questo momento, potreste portare al collo, o al dito, il risultati esatto di uno di questi eventi.

Così, tanto per arrivarci dentro, col corpo prima ancora che con il ragionamento: lo spazio profondo e il nostro cuore, il nostro esistere, i nostri stessi ornamenti con cui ci presentiamo nel mondo, sono legati a filo doppio. Siamo dunque in connessione, in mo(n)di inaspettati, con l’infinitamente energetico, con l’infinitamente lontano.  

Sempre.

Un Nobel… gravitazionale

Il Nobel per la fisica, l’avrete saputo, va ai fondatori e costruttori di LIGO, lo strumento che ha reso possibile per la prima volta la rilevazione delle onde gravitazionali, queste elusive increspature dello spazio, predette dalla teoria della relatività generale di Einstein, ma mai viste fino ai tempi più recenti.  E che ci costringono, come molta parte della scienza moderna, a ripensare l’Universo in termini forse un po’ diversi da quelli un po’ meccanicistici,  ai quali siamo abituati.

Sappiamo che si deve alla coppia di interferometri LIGO, se il 14 settebre dell’anno 2015, siamo stati in grado per la prima volta di rilevare queste infinitesimali deformazioni dello spazio tempo, aprendo finalmente una nuova finestra di indagine sull’Universo.

Il Nobel in questo senso, è altamente significativo. Sancisce indelebilmente il trionfo completo, prima di tutto, della teoria della relatività generale, corroborandone le previsioni con una precisione veramente encomiabile. E allo stesso tempo, donando inaspettata forza sia al nostro modello scientifico di Universo (fortemente plasmato sulla teoria di Einstein, appunto) sia alle ricerche più attuali su oggetti così esoterici e bizzarri come i buchi neri di massa intermedia.

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Note sulla quarta onda…

La neonata astrofisica gravitazionale sta facendo rapidissimi passi avanti. E’ una scienza ancora bambina, lo sappiamo: ma vuol crescere in fretta. E riesce a farlo bene, dovremmo dire.

Lo sapete, siamo alla quarta rilevazione di un’onda gravitazionale, ormai. Correrebbe quasi il rischio di non fare notizia. Se non fosse per questi passi avanti, veramente giganteschi. Questa volta, per l’evento denominato GW170814, rilevato il giorno prima di Ferragosto, si è “mosso” anche il rilevatore Virgo, a Pisa. Cambiando radicalmente le carte in tavola, rispetto ai tre eventi precedenti a questo.

Per capirlo, una sola figura è forse più efficace di tante parole.

La zona di cielo da dove arriva l’onda.

La zona di cielo dove localizzare l’evento (nella fattispecie, la fusione di due buchi neri di massa circa pari a 35 e 25 volte il Sole, distanti circa 1,8 miliardi di anni luce) – proprio grazie all’entrata in funzione di Virgo – è decisamente più piccola, rispetto ai primi tre eventi. Iniziamo in altre parole a vederci meglio, a capire da dove vengono queste onde, a rendere possibile un aggancio e una correlazione con dati di altri strumenti, aprendo finalmente la strada alla identificazione in cielo delle sorgenti di queste onde così elusive.

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Tutto l’universo, in una mano

Non c’è che dire: viviamo in una epoca assolutamente privilegiata, per la diffusione delle notizie scientifiche. Anzi, per la partecipazione viva alla ricerca, una partecipazione che trova sempre nuovi modi e nuove strategie, inediti canali comunicativi, per allargarsi ad intercettare la curiosità viva di tante persone, delle più diverse estrazioni sociali, delle più varie culture.

L’abbiamo detto più volte, lo studio del cielo e dei suoi misteri, è la naturale prosecuzione di quella esplorazione del nostro pianeta, che è sempre stata connaturata al progresso dell’uomo. Quella esplorazione totale (che coinvolge tutto, anche la percezione di noi stessi nel cosmo) che da tempo tentiamo di riportare qui, per come possiamo.  Ed inoltre è un fattore potenzialmente pacificante, una istanza virtuosa che ci porta a guardare tutti nella stessa direzione. Ad alzare gli occhi alle meraviglie celesti, dimenticando per un po’ le nostre piccole contese. O meglio, mettendole sotto una nuova luce, una luce che forse permette un pochino di rivedere alcune nostre posizioni, di stemperare alcune rigidità che inevitabilmente ci affliggono.

fondo cosmico a microonde
Una immagine delle anisotropie iniziali dell’universo. Da qui, da queste piccole differenze di temperatura (evidenziate da differenze in colore) ha avuto origine tutto, le galassie, le stelle: il mondo che conosciamo. Crediti: NASA

L’epoca attuale è senza dubbio privilegiata, perché è sicuramente il primo momento ove la diffusione dei risultati della ricerca avviene in un contesto tecnologico estremamente favorevole: sia per tutti i canali informativi esistenti su Internet e sugli altri media, sia per le possibilità finora totalmente inedite per toccare con mano la ricerca, fin nei suoi più attuali risultati.

Ora, per esempio, è possibile toccare con mano perfino lo stato dell’universo primordiale.  Sì sì, è possibile scaricare le istruzioni per costruire una versione tridimensionale della mappa del fondo cosmico a microonde, la “versione iniziale” dell’Universo, prima ancora che venisse popolato da stelle e galassie, come (un po’) ora lo conosciamo. Questa “scultura cosmica” è utile per provare la concretezza di quanto ormai sappiamo della struttura profonda del cosmo, per sentire la ricerca e non solo apprenderla o immaginarla. Per merito di un lavoro dell’Imperial College di Londra, è possibile stamparsi in casa una mappa verosimile dell’universo bambino.  Basta scaricare i files e darli in pasto ad una stampante 3D, e il gioco è fatto!

Sì, il gioco: perché l’aspetto di gioco è tutt’altro che marginale nell’avventura della scienza, e sopratutto nell’esplorazione del cosmo. Perché siamo come bambini che giocano, con quei mattoncini di un Lego che sono gli esperimenti scientifici.

Quel gioco iniziato con Galileo, che ci piace troppo, e dal quale non ci staccheremo mai. Sopratutto da adulti.

Vivere in periferia

E’ interessante comprendere come ogni epoca abbia dei propri paradigmi. Come vi siano degli schemi di percepire le cose, schemi che vengono spesso rinforzati dall’indagine del mondo reale: quell’indagine che si ritiene oggettiva, restituisce una visione del mondo organica e coerente con quella già raggiunta dal pensiero umano. Del resto, il mondo è di una intrinseca complessità e non linearità tale, da farsi capace di risuonare su una molteplicità di livelli, eccitare diverse serie di autovalori. In ultima analisi, di intonare la stessa risposta sulla peculiare modulazione della domanda.

Così, se abbiamo vissuto per lunghi secoli convinti di essere al centro dell’universo — convinzione peraltro rinforzata dall’indagine scientifica, per come poteva essere perseguita al tempo — ormai da tempo ci siamo spostati su un livello diverso di percezione, più matura ed articolata.

Dal centro alla periferia, potremmo dire, con movimento inarrestabile. E’ quella periferia che immediatamente non può che farci pensare — anche a prescindere dal fatto di essere, o sentirsi, più o meno cattolici — a tanti discorsi di papa Francesco. Quello che in questa sede più ci interessa è notare come questa nozione (o meglio questa percezione) informi di sé vasti campi del sapere umano, in uno scenario che appare condensarsi ordinatamente intorno ad un senso compiuto e coerente.

Basterà qui appena esplorare sommariamente quello che più riguarda l’astronomia, lasciando ad altri una esplorazione in altri campi del sapere, sicuramente molto produttiva. Peraltro, qui giochiamo facile, è subito evidente: tutti gli ultimi secoli possono essere facilmente letti esattamente come un progressivo e ostinato dislocamento dal centro verso la periferia.

Vivere al bordo di qualcosa, consente spesso di osservarla meglio...
Vivere al bordo di qualcosa, consente spesso di osservarla meglio…

Uno spostamento, esattamente. Perché per la percezione umana di questo si è trattato: di un ingente, immenso spostamento del nostro punto d’essere dentro l’universo. Uno spostamento totalizzante, epocale. Di cui ancora molto deve avvenire, nella nostra mente. E’ difficile ancora, molto difficile, in certe situazioni non esclamare, non pensare, non agire come se questo ci informasse totalmente, come se questa cosa già superata dalla scienza, ancora pervadesse interamente la nostra percezione interna: “io sono il centro”.

Dobbiamo ammettere che non di rado ci troviamo ad inseguire i nostri stessi risultati, anche scientifici. Non sarà fuori luogo richiamare appena la meccanica quantistica, o anche la relatività generale. Schemi concettuali ormai verificati e consolidati, che però ancora faticano ad entrare nella percezione comune: il nostro schema del mondo è ancora e per larga parte puramente e rigidamente cartesiano, bloccato in schemi fin troppo meccanici di causa-effetto.

Ma come accade sovente, il mondo stesso ci aiuta e ci prepara in questo spostamento, probabilmente troppo grande per le categorie umane. Ecco che la scienza stessa ci viene in aiuto, mostrando tra l’altro la sua decisiva importanza per la crescita e la maturazione umana. Per ciò stesso, importanza tutt’altro che limitata all’uso della tecnica, ma di portata culturale decisiva.

Ma torniamo al nostro ambito più prettamente astronomico, com’è giusto.

Cosa è accaduto in astronomia negli ultimi secoli? Semplificando enormemente, possiamo dire  questo, che la Terra si è mossa. E di parecchio, anche: è stata progressivamente spostata, da centro del tutto a pianeta orbitante attorno ad una stella (la rivoluzione copernicana, come sappiamo: e proprio di rivoluzione si tratta, perché è il primo passo concreto verso una costruzione di un modello di universo radicalmente altro). Guardate tuttavia come l’operazione di dislocamento, così salutare per la nostra percezione (e così fastidiosa per il nostro ego), non si fermi affatto qui. Assolutamente. Spostare la Terra da centro del tutto a pianeta orbitante intorno ad una stella, è stato solo il passo iniziale.

Dove si trova infatti il Sole? Al centro di qualcosa? In altri termini, possiamo appena sperare di “ricentrarci” su scala un po’ più estesa? No, questo non ci è possibile: sappiamo infatti ormai bene che il Sole si trova alla periferia esterna di una grande, smisurata Galassia (detta anche Via Lattea). Non siamo affatto al centro geometrico nemmeno del nostro sistema stellare, ne abitiamo anzi ben lontani.

Questo ragionamento potrebbe continuare, a scale più estese. Ed è anzi interessante osservare come questo di fatto continui, come se la moderna indagine sull’universo allargasse e propagasse questo paradigma del decentramento ad ogni scala che possiamo ancora esplorare. Tanto per non dimenticare il messaggio, questo viene reso invariante di scala.

Anche su scala galattica, infatti, siamo portati a decentrarci, a dimorare nella periferia. La nostra Via Lattea, come ben sappiamo, fa parte del Gruppo Locale (nome che dovrebbe pur dirvi qualcosa, visto che siete lettori di questo sito…), ove è sicuramente una grande galassia ma non certo l’unica. E non è al centro, nemmeno di questo.

A sua volta poi il Gruppo Locale si trova ai margini dell’ammasso di galassie della Vergine, un aggregato di galassie che al suo interno ne conta più di mille, a sua volta parte del Superammasso Locale, un insieme che raduna al suo interno diverse centinaia di gruppi di galassie.

E fino a pochi anni fa, ci saremmo fermati a questo livello, intimamente convinti che più di ciò non si potrebbe salire. Sono le evidenze più recenti che ci hanno fatto fare un altro salto nelle ampiezza cosmiche, in questo gioco inesausto di scatole cinesi: il Superammasso Locale, come sappiamo oggi, ci appare oggi come un lobo di una struttura cosmica ancora più estesa, un insieme di circa centomila grandi galassie che si estendono per una larghezza spropositata, pari a circa 400 milioni di anni luce.

Stiamo parlando di Laniakea (dalla lingua hawainana, incommensurabile paradiso), il superammasso di galassie in cui è compresa anche la Via Lattea: la struttura più grande di cui si abbia percezione al momento attuale. Interessante, nel particolare contesto che stiamo esplorando, l’indicazione del fatto che anche in questa struttura — guarda caso — il nostro Gruppo Locale risulti situato in una posizione del tutto periferica, ben lontano dal centro geometrico o gravitazionale di questo immenso sistema.

La scienza ci dice dunque che siamo decentrati, ad ogni livello possibile di indagine. Ci si può fermare certo alla mera ragistrazione del fatto, certo. Oppure si può leggere questo reiterata evidenza in molti modi, se lo si vuole. Se si cerca una intelligibilità profonda del reale, si può arrivare infatti a comprendere come niente appaia avvenire “per mera casualità”. A questo punto, la stessa ricerca scientifica può leggersi con profitto anche come una educazione permanente a sempre nuovi paradigmi, progressivamente più articolati e complessi dei precedenti.

Abbiamo appena visto – anche se per sommi capi –  come la nozione di “abitare la periferia”, si venga a comporre in uno scenario consistente ed omogeneo, dall’ambito teologico a quello astronomico (per non parlare delle evidenze che si potrebbero raccogliere altrove). Possiamo pensare che sia un caso, e abbandonare questa opportunità di lavorare una sintesi di pensiero, oppure possiamo scegliere di andare oltre. Ovviamente, procedendo non più con il metodo scientifico, ma rischiandosi in una visione più globale che metta insieme i dati fin qui raccolti.

Vorrei appunto tentare, notando appena come abitare la periferia implichi inevitabilmente il coraggio di decentrarsi, implichi cioè l’atto di massima umiltà consistente nel togliersi dal centro del mondo: e questa umiltà, praticata quotidianamente, può magari diventare un nuovo respiro, che regala poi molto di più di quanto sembra che abbia abbandonato.

E’ un paradigma che attende ancora compiutamente di essere esplorato, ad ogni livello conoscitivo ed esistenziale. Ci vuole tempo, e questo non deve scandalizzare: è troppo nuova la cosa, troppo nuova se non semplicemente declamata ma totalmente assorbita e fatta propria.

Se potessi mangiare un’idea avrei fatto la mia rivoluzione, cantava acutamente Gaber. Pensiamo allora al tempo che ci è voluto per “digerire” l’idea di non essere al centro di tutto, pensiamo a quante volte agiamo e pensiamo come se non l’avessimo digerita affatto.

Quanto ci vorrà allora per svestirci davvero dell’idea di dover essere “dominanti” o “in posizione centrale” per capire che dalla periferia possiamo fare tanto, e godere (tutto sommato) della vista (e a volte della vita) migliore? Non so, se ci spostiamo un attimo dal centro del mondo, forse ci togliamo dalle spalle  anche un po’ il peso di doverlo reggere. Vediamo con piacere che il mondo può cavarsela bene da solo, che anzi ci è dato, ci è donato. Possiamo perfino prendere in considerazione l’ipotesi di rilassarci un pochino, nel merito. E ragionare sulla portata di questo spostamento. Cosa metteremo allora al centro vivo di tutto? Attorno a che cosa tutto ruoterà, nelle nostre vite e nella vita dell’Universo, se non siamo più noi stessi nel centro? E quanto tempo ci vorrà, per avvertirlo non più solo nel pensiero concettuale, ma nella nostra carne viva?

Tanto tempo, probabilmente tanto tempo. Eppure, chi scrive ha la forte sensazione che tutto il tempo che ci vuole, sarà comunque un tempo prezioso, un tempo ben speso.