mercoledì 1 maggio 2013

Un post per l'astrofisica

Questo post è dedicato all'astrofisica e, visto che oggi è il primo di Maggio, anche a tutti quelli che lavorano in questo campo.

Abbiamo già parlato in un altro post della nostra posizione all'interno della nostra galassia, la Via Lattea. Ora è il momento di andare oltre.
La Via Lattea appartiene ad un gruppo di galassie chiamato Gruppo Locale, di cui la nostra è una delle più grandi. Ma tranquilli perché siamo in buona compagnia dato che c'è un'altra grande galassia appartenente al Gruppo Locale: la galassia di Andromeda.
Ma non solo Via Lattea e Andromeda; perciò, prima di andare avanti, ecco una bella foto di Gruppo (è proprio il caso di usare questa parola!):

Il Gruppo Locale (Fonte: http://cfivarese.altervista.org/)

Potete vedere che la Via Lattea e Andromeda dominano lo scenario del Gruppo Locale; inoltre, come vedremo tra un istante, i loro destini sono strettamente legati.
Ma dobbiamo tornare un attimo ad Andromeda ora.
La galassia di Andromeda è una galassia molto importante. Perché? Perché è l'oggetto più distante che riusciamo a vedere ad occhio nudo.
Incredibile: il nostro occhio, sul balcone di casa, è in grado di vedere un'altra galassia come quella in cui ci troviamo! Pensateci bene.
Supposto che vi troviate nel periodo dell'anno tale per cui Andromeda si trova sopra l'orizzonte di notte piuttosto che di giorno, potrete osservare Andromeda come una piccola nuvoletta nel cielo.
Inoltre, Andromeda non è un oggetto piccolo. Nella seguente foto potete vedere un paragone tra le dimensioni apparenti della Luna piena e la galassia di Andromeda sulla volta celeste:

Dimensioni apparenti di Andromeda e della Luna a confronto (Fonte: http://www.maury.it/)

Come mai ad occhio nudo non vediamo Andromeda come nella foto qui sopra? A causa della distanza. Questo è un fatto generale: infatti il flusso di fotoni, ovvero i fotoni emessi ogni secondo per metro quadrato, diminuisce all'aumentare del quadrato della distanza. Per convincervi fermamente di ciò vi propongo di vedere la prossima figura; come potete vedere la densità dei fotoni nelle varie celle diminuisce all'aumentare della distanza.

La luminosità di un oggetto non cambia ma il flusso dipende dalla distanza alla cui si osserva l'oggetto (Fonte: http://galacticfool.com/)

Dopotutto Andromeda dista da noi ben 2 milioni e mezzo di anni luce.
Bene, rileggete l'ultimo rigo. Fatto? Allora ripetetelo ad alta voce perché si tratta di una distanza assolutamente enorme!
Il fatto che la galassia di Andromeda sia così distante significa che la luce proveniente da quelle parti impiega due milioni e mezzo di anni per arrivare al nostro occhio sul balcone di casa. Dunque, oltre ad osservare un'immagine fioca, noi vediamo la galassia di Andromeda com'era due milioni e mezzo di anni fa e non com'è attualmente. Che dire, penso che nessuno di noi fosse nato all'epoca!
Ciò ci permette di capire come gli astrofisici usino l'universo come una macchina del tempo. Più l'oggetto osservato è lontano, più è distante, più tempo impiega la luce a giungere da noi, più viene osservato nel passato!
Se ci pensate bene vi rendete conto di quanto sia straordinaria questa cosa. Gli astrofisici possono osservare le galassie a differenti epoche dell'universo e, studiandone le proprietà, provare a capire come si possano essere formate e dunque evolute nel tempo. Si tratta di un eufemismo dire che questo compito è arduo, ma gli scienziati ci provano.
Dai vari studi sembra emergere uno scenario in cui agli albori dell'universo si siano formati oggetti più piccoli che unendosi hanno dato vita via via a strutture più grandi. Come è possibile ciò? Grazie alle collisioni tra galassie, il cosiddetto "galaxy merging".
Addirittura è stato stimato dai dati relativi ad Andromeda e alla Via Lattea che, non subito, ma tra qualche miliardo di anni anche le due galassie collideranno e si uniranno per formare un oggetto più grande.
Già vedo sui vostri volti la delusione causata dal tempo tiranno che non vi permetterà di assistere allo spettacolo...per fortuna esistono le simulazioni al computer allora!
Dunque armiamoci di patatine, pop-corn, bibite varie e godiamoci lo spettacolo con questo video (purtroppo non è in 3D spero mi perdoniate!): 



Una danza galattica, direi! Pazzesco ma come potete vedere siamo in grado di prevedere quello che accadrà tra qualche miliardo di anni.
Se vi aspettate però uno spettacolo pirotecnico allora rimarrete delusi: niente collisioni tra stelle. Infatti le distanze tra stelle sono così enormi che già all'interno di una galassia è altamente improbabile avere uno scontro. Lo stesso, tuttavia, vale quando c'è un incontro ravvicinato tra galassie.
Quindi tra qualche miliardo di anni faremo parte di una nuova grande galassia di cui non oso immaginare il nome!

Siamo arrivati ai confini del Gruppo Locale con questo post, ma possiamo andare anche oltre ed è proprio questo che fanno gli astrofisici: allargano l'orizzonte delle nostre vedute riguardo la realtà dell'universo di cui conosciamo davvero poco.
Comunque, come dicevo in apertura, questo post è volutamente molto leggero perché l'obiettivo non è spiegarvi come funzionano gli scontri tra galassie bensì l'obiettivo è destare in voi la meraviglia.
Già, perché spesso sentiamo notizie di astrofisica in televisione ma altrettanto spesso fermiamo le nostre azioni solo per sentire se è stata trovata vita su Marte o su un altro pianeta.
E invece no, l'astronomia non è solo questo (anche se la ricerca di vita extraterrestre è un obiettivo molto importante). Viviamo in un universo che si espande, accelera, forma stelle, galassie, ammassi di galassie, contiene materia e energia oscura e chi più ne ha più ne metta.
Ma sapete qual è la cosa davvero meravigliosa? Che, come dicevamo prima, gli esseri umani, magari partendo dal balcone di casa, ma comunque da questo infinitesimo luogo qual è il nostro pianeta, riescano a studiare, misurare, teorizzare oggetti come le galassie ed eventi come le collisioni tra galassie, semplicemente con l'ingegno e con gli strumenti che tale ingegno permette di costruire. Mettendocela tutta, gli astrofisici misurano le proprietà delle stelle nella Via Lattea e le caratteristiche delle altre galassie; poi riescono a guardare indietro nel tempo; analizzano la luce studiando lo spettro proveniente dalle galassie e dalle stelle. E potrei andare ancora avanti.
La mente umana ha sviluppato finora tutto ciò che poteva fare per giungere ad una comprensione sempre maggiore dell'universo in cui ci troviamo.
Come abbiamo visto, senza bisogno di andare nello spazio, gli astrofisici con l'ausilio delle leggi della fisica, sono stati in grado di ricostruire la nostra posizione nell'universo e persino capire il destino comune della nostra galassia e di Andromeda, nonostante le distanze in gioco siano enormi.
Che ci piaccia o no dunque facciamo parte di un sistema fisico più grande del nostro appartamento o della nostra città. E la cosa assolutamente fantastica è che l'universo può essere studiato e osservato senza necessariamente spingersi nelle profondità del cosmo.
Purtroppo la ricerca in Italia spesso è bistrattata e ogni tanto ci sono tagli ai fondi disponibili. Ciò degenera in accorpamenti tra vari istituti, meno borse di studio, meno posizioni disponibili. Eppure a volte si fa di tutto pur di continuare a fare ricerca, come sentiamo o leggiamo spesso dai mezzi d'informazione.
L'astrofisico è spinto dalla pura curiosità. Tale curiosità si trasforma in domande, spesso assillanti, altrettanto spesso senza risposta.
Senza dubbio, questa è una straordinaria avventura di conoscenza e di esplorazione.

Buon Primo Maggio!