Oltre la Via Lattea

Introduzione

Recita un indovinello: «Fino a quale distanza è possibile vedere in una giornata di sole?». La risposta è semplice: 150 milioni di chilometri, ovvero la distanza dalla Terra al Sole! In genere siamo portati a ragionare in termini di distanze percorribili sulla Terra, dove se anche volassimo tutt'intorno al pianeta compiremmo un percorso di appena 40.000 chilometri. Non siamo invece abituati a pensare in termini di distanze astrali. Pochi hanno un'idea di quanta strada si possa percorrere quando si sale verso l'alto e si è dovuto attendere il XX secolo perché gli astronomi cominciassero a comprendere l'incredibile vastità dell'Universo. Nell'antichità si credeva che stelle e pianeti fossero piccole luci incastonate sulla superficie di sfere di cristallo che, l'una dentro l'altra, ruotavano intorno alla Terra. Secondo le teorie dell'epoca, tali sfere erano misurabili secondo parametri terrestri e avevano un diametro di poche migliaia di chilometri. Anche in seguito alla straordinaria intuizione di Copernico (1543), secondo cui era la Terra a ruotare intorno al Sole e non viceversa, furono in molti a non voler abbandonare le antiche convinzioni. I più preferivano credere che le stelle fossero incastonate su un'unica sfera di cristallo esterna all'orbita del pianeta più distante dal Sole e che, a sua volta, ogni pianeta fosse attaccato alla propria sfera. Quando, agli inizi del XVII secolo, Galileo Galilei puntò il telescopio verso il cielo e scoprì che la striscia luminosa che attraversava lo spazio, meglio nota come Via Lattea, era in realtà costituita da una miriade di stelle indi- stinguibili ad occhio nudo, divenne chiaro – a quanti potevano e volevano comprendere – che l'Universo doveva essere molto più vasto del Sistema Solare, e che le stelle altro non erano che soli, milioni di volte più lontani dalla Terra di quanto non lo fosse il Sole stesso. Si trattava di idee rivoluzionarie, accessibili solo a un'élite di studiosi e scienziati. La teoria delle sfere di cristallo fu definitivamente superata solo nel XVII e nel XVIII secolo, quando il lavoro di astronomi come Edmund Halley dimostrò per la prima volta che le orbite delle comete attraversavano proprio la regione in cui si pensava si trovassero le sfere di cristallo planetarie e che le stesse stelle si muovevano in modo autonomo, senza essere fissate ad alcunché. All'epoca, gli astronomi già sapevano di avere a che fare con distanze molto maggiori della circonferenza terrestre. Nel 1671, utilizzando la tecnica della triangolazione, due équipe di osservatori francesi – rispettivamente una a Parigi e l'altra a Caienna nella Guiana francese – calcolarono la distanza del Sole dalla Terra ottenendo un risultato di 140 milioni di chilometri, solo del 10% inferiore rispetto alle più accreditate stime attuali. Ma allora, quanto dista dalla Terra la stella più vicina? Si è dovuto attendere il XIX secolo perché l'astronomia sviluppasse tecniche abbastanza accurate da misurare con precisione la distanza tra la Terra e le stelle (anche le più vicine). Anche in questo caso, la soluzione del problema fu il metodo della triangolazione. Se per misurare la distanza del Sole dalla Terra era stato necessario utilizzare come base del triangolo la distanza tra Parigi e Caienna, per calcolare la distanza delle stelle più vicine la base doveva estendersi oltre l'ampiezza dell'orbita della Terra intorno al Sole, pari a 300 milioni di chilometri, sfruttando le osservazioni dell'oggetto celeste effettuate a distanza di sei mesi, quando la Terra si trova alle due opposte estremità del proprio moto orbitale. I risultati delle misurazioni furono sorprendenti. Se l'uomo è riuscito a percorrere una distanza di 384.400 chilometri per camminare sulla Luna, non basterebbe un'esistenza umana per raggiungere le stelle visibili più lontane. Per comprendere simili distanze, è necessario innanzi tutto una nuova unità di misura: cercare di esprimerle in chilometri è semplicemente ridicolo! Ebbene, il nuovo sistema di misurazione dell'Universo ha a che vedere con la luce, che viaggia a una velocità costante di 300.000 chilometri al secondo. Per raggiungere la Luna, a questo punto, basta poco più di un secondo (1,28 secondi, per l'esattezza). Poiché le onde radio viaggiano alla velocità della luce, quando la base di controllo sulla Terra parla con gli astronauti che si trovano sulla Luna le risposte arrivano sempre con 2,5 secondi di ritardo, a causa del doppio percorso compiuto dalle onde radio. Si può pertanto affermare che la Luna si trova ad una distanza di 1,28 «secondi luce» dalla Terra. Analogamente, per anno luce si intende la distanza che la luce riesce a percorrere in un anno. Dal momento che la luce si sposta a una velocità di 300.000 chilometri al secondo, in un anno essa è in grado di percorrere una distanza di circa 9.500 miliardi di chilometri. La mente umana fatica a concepire simili distanze, ma resta il fatto che anche la stella più vicina al Sole dista ben 4,3 anni luce (ovvero poco meno di 41.000 miliardi di chilometri). Le stelle più lontane, invece, gli altri soli che l'occhio percepisce come piccole macchie di luce stagliate contro l'oscurità del cielo, distano decine – in alcuni casi centinaia – di anni luce dalla Terra. Ma questo non è che un assaggio. Nel corso del XX secolo, con la costruzione di telescopi più grandi e di apparecchi più sensibili da collegare all'estremità del telescopio, si scoprì che tutto ciò che è visibile ad occhio nudo non è che una minima frazione dell'Universo. I primi fondamentali passi nella vastità del cosmo furono mossi da un astronomo americano presuntuoso e supponente, aiutato nelle sue ricerche da un uomo senza una vera formazione scientifica che si era guadagnato da vivere facendo il guardiano di muli. Verso la fine del XX secolo, a sistemare gli ultimi tasselli del mosaico furono squadre di astronomi che disponevano del più potente telescopio mai costruito fino ad allora: il telescopio spaziale orbitante che prendeva nome dal pioniere Edwin Hubble. Se, quando il cielo è sereno, di giorno si può vedere il Sole, di notte si può vedere molto di più. Certo, è sempre poco se paragonato a quanto permette di osservare il Telescopio Spaziale Hubble. Questo libro racconta gli sforzi compiuti dagli scienziati del XX secolo per esplorare l'Universo e per misurare con precisione la distanza tra la Terra e gli oggetti celesti più lontani visibili con il telescopio. Da sempre, alzando lo sguardo al cielo in una notte stellata, l'uomo desidera saperne di più sulla coltre di stelle che lo avvolge. Proprio questo desiderio lo ha portato a inventare mezzi e sistemi per scoprire i segreti dell'Universo e comprenderne le proporzioni.