Astronomia, spazio e tempo

La Luna è il corpo celeste più vicino a noi e la sua "attrazione", oltre a muovere le grandi masse d'acqua del nostro pianeta, cattura da sempre l'immaginario collettivo. Come resistere al richiamo ancestrale di un'eclissi di Sole? In pieno giorno, il disco della piccola Luna oscura per pochi minuti quello dell'immenso Sole. Accade solo sulla Terra, e questo ci rende unici nel sistema solare. La Luna affascina da sempre gli abitanti della Terra, che l'hanno visitata prima con l'immaginazione, poi con gli strumenti della tecnologia. I racconti di Jules Verne e le immagini di Georges Méliès ci hanno fatto sognare. La corsa allo spazio ci ha coinvolto e la conquista della Luna, avvenuta cinquant'anni fa, ci ha arricchito di conoscenza e di consapevolezza. Dalla Luna abbiamo visto, per la prima volta, la nostra Terra e ne abbiamo percepito la bellezza e la fragilità. Adesso sulla Luna vogliamo tornare per creare una comunità permanente. Ci sono già imprenditori pronti a sfruttare le sue risorse minerarie o ad aprire i suoi "mari" al turismo spaziale. Bisognerà farlo con grande cautela, per non compromettere la splendida desolazione descritta dagli astronauti.

Nel 1969 i primi due uomini mettevano piede su un altro corpo celeste, la Luna. Era un passo storico che segnava il ventesimo secolo, esprimendo il lato buono dell’umanità in un periodo tormentato da grandi tragedie. Dopo cinque decenni ci si sta preparando al ritorno sulle sabbie seleniche, ma adesso per rimanerci costruendo una colonia dove gli esploratori del cosmo potranno vivere e lavorare. Gli uomini e le donne che hanno avuto l’intelligenza e l’ardire di affrontare l’uscita dalla Terra, volando oltre il cielo, sono i protagonisti di questo libro. Assieme ci sono coloro che hanno pensato e costruito i mezzi per affrontare le ardue sfide nelle quali spesso era in gioco la vita. Tutti parlano e raccontano direttamente le loro storie in queste interviste frutto di incontri straordinari avvenuti nei luoghi dove le imprese dello spazio si inventavano, prendevano forma o si controllavano. Il libro è una storia dello spazio raccontata dalla voce dei personaggi che l’hanno realizzata. Ed è stato meraviglioso ascoltare la passione, l’entusiasmo, la visione che animavano le loro parole spesso intrise da una sorprendente umiltà. Testimonianze preziose, che ci portano nel futuro volando dalla fantascienza alla realtà.

Grazie agli enormi passi in avanti della fisica e dell’astronomia avvenuti negli ultimi anni, oggi possiamo finalmente dare risposta ad alcune delle domande più profonde che l’umanità si sia mai posta: di cosa è fatto l’universo? Come ha avuto origine? Come si sono formate le stelle e i pianeti? Allo stesso tempo, però, il vertiginoso progresso scientifico ha spalancato il nostro orizzonte su di un cosmo misterioso e inaspettato, popolato di entità enigmatiche come la materia oscura e l’energia oscura, e di fenomeni che sfidano la nostra comprensione, come il Big Bang e i buchi neri. È in questa situazione di dubbio e indeterminazione che l’11 febbraio 2016 è stato diffuso l’annuncio epocale della prima rivelazione diretta delle onde gravitazionali, per cui è stato assegnato il premio Nobel per la fisica nel 2017. Questo libro racconta come la nuova astronomia fondata sulle onde gravitazionali stia oggi rivoluzionando lo studio del cosmo, e come potrebbe portarci presto a svelare alcuni dei misteri più profondi e affascinanti della scienza moderna. Non ci troviamo soltanto di fronte a una sconfinata frontiera della conoscenza da esplorare, ma all’inizio di un’avventura scientifica che cambierà per sempre il nostro modo di guardare all’universo, e al ruolo che ricopriamo in esso.

Un cibo non troppo caldo e non troppo freddo, un letto non troppo morbido e non troppo duro: ecco cosa vuole la giovane protagonista della fiaba "Riccioli d'oro e i tre orsi", qualcosa di «proprio giusto». Sembra bizzarro, eppure l'astrobiologia usa lo stesso criterio nella ricerca di possibili forme di vita nello spazio. Tanto che si chiama «Fascia Riccioli d'oro» la zona abitabile di un sistema stellare, lo spazio in cui si trovano i pianeti che possiedono le caratteristiche necessarie allo sviluppo della vita: presenza di acqua, temperature non eccessivamente calde o fredde, una distanza «proprio giusta» dal loro sole. Louisa Preston accompagna il lettore in un affascinante viaggio alla ricerca di altre forme di vita nell'universo; e lo fa partendo dalla Terra, dai luoghi più inospitali del nostro pianeta, dove le condizioni ambientali si avvicinano a quelle degli altri mondi e dove solo i microorganismi più tenaci riescono a adattarsi e prosperare. Campioni indiscussi degli ambienti estremi sono gli orsetti d'acqua, ossia i tardigradi: simili a microscopici panda a otto zampe, vivono praticamente ovunque, dalla cima delle montagne agli abissi oceanici, e sono sopravvissuti indenni alle cinque estinzioni di massa della storia della Terra. In caso di catastrofi possono entrare in uno stato che li rende praticamente indistruttibili, a prova di temperature estreme, radiazioni, assenza di ossigeno e mancanza di cibo - non per niente sono gli unici organismi che abbiamo inviato con successo nello spazio senza protezioni. Louisa Preston, studiando i tardigradi e utilizzando i dati delle più recenti missioni spaziali, traccia una mappa dei luoghi più promettenti in cui cercare la vita al di fuori della Terra, dai pianeti del Sistema solare a quelli più distanti dell'universo. "Riccioli d'oro e gli orsetti d'acqua" racconta l'esplorazione di nuovi mondi, lune e galassie, il viaggio alla ricerca di altre forme di vita (e forse di nuove civiltà) e la nostra inesauribile volontà di spingerci dove nessun umano è mai giunto prima: all'ultima frontiera della nostra comprensione dello spazio.

Nel nostro immaginario sono sinonimi di mistero e distruzione; la fantascienza li ha spesso rappresentati come passaggio verso irraggiungibili universi paralleli; la ricerca scientifica ci ha mostrato che al centro delle galassie esistono buchi neri con masse fino a dieci miliardi di volte quella del Sole. Ma sappiamo veramente che cosa sono i buchi neri e quali caratteristiche hanno? Come si può dedurne la presenza nello spazio? Come influenzano la vita delle galassie? In questa nuova edizione aggiornata, tutto quello che si sa su questi oggetti cosmici dal cuore di tenebra, che sono uno dei temi più affascinanti dell'astrofisica contemporanea.

Perché ci troviamo su questo pianeta, in questo preciso luogo e in questo preciso tempo? Qual è il nostro ruolo in un sistema così complesso, che non riusciamo ancora a comprendere pienamente? E, soprattutto, è possibile servirsi della scienza per raccontare la storia dell'universo, della Terra e degli organismi viventi e trovare risposta a quelle domande che da sempre ci tormentano? La soluzione avanzata da David Christian, docente di storia cresciuto tra Nigeria, Galles e Canada, è la Big History, la «storia del tutto», una narrazione delle origini in chiave moderna, laica e unificante. Un progetto storiografico articolato, di respiro globale, tanto innovativo quanto saldamente ancorato alla scienza, che tiene insieme vaste aree della conoscenza, società e culture diverse. Un approccio in grado di riassumere con una manciata di leggi interpretative gli ultimi 13,82 miliardi di anni di vita dell'universo: dal big bang al sistema solare, dagli oceani ai minerali, dai dinosauri ai primati, dall'arte rupestre alle guerre mondiali, dal nomadismo a internet. Al cuore di questa moderna narrazione delle origini c'è l'idea di una complessità crescente: la successione di condizioni fortunate e vantaggiose ha infatti permesso l'evoluzione di qualcosa di piccolo e semplice come un atomo in forme sempre più complesse, in un processo che continua a svolgersi sotto i nostri occhi. Oggi pensiamo di poter controllare il cambiamento, ma le attività umane hanno modificato la distribuzione e il numero degli organismi viventi, alterato la chimica degli oceani e dell'atmosfera, riorganizzato i paesaggi naturali e squilibrato gli antichi cicli chimici che presiedono alla circolazione di azoto, carbonio, ossigeno e fosforo. E le conseguenze potrebbero costituire una minaccia per tutti i risultati conquistati. Per questo bisogna impegnarsi affinché la complessità crescente conduca a una gestione consapevole dell'intera biosfera, magari imparando proprio dai nostri antenati. "Dall'origine" porta alla luce questo retaggio condiviso da tutti gli esseri umani, e ci prepara alle immense sfide e opportunità che abbiamo di fronte in questo momento cruciale della storia del nostro pianeta.

I primi osservatori che secoli fa cominciarono a scrutare il cielo potevano appena immaginare cosa si nascondesse dietro quel poco che si vedeva a occhio nudo. Da allora l'uomo ha raggiunto risultati straordinari; eppure, per alcuni versi, non è in una situazione tanto diversa rispetto a quei primi osservatori. Dopo tutte le scoperte e i progressi, gli astronomi conoscono con certezza la natura fisica di una porzione limitata di universo, appena il 5 per cento del totale: una goccia in un'oscurità di cui possiamo solo intuire la maestosità e la vertigine. Cosa sono l'energia e la materia oscura, le componenti predominanti del cosmo di cui abbiamo per ora solo una conoscenza indiretta? Potrebbero mettere in discussione le ipotesi fisiche alla base della descrizione e dell'interpretazione dell'universo? I segreti da strappare al buio del cielo notturno sono ancora tanti.

"Dal big bang ai buchi neri" (conosciuto anche con il titolo originale "A brief History of Time") è ormai diventato un classico della divulgazione scientifica. In questo libro Stephen Hawking, una vera e propria icona della cultura moderna, affronta i quesiti che l'uomo si pone da sempre e a cui la scienza è in grado di fornire risposte sempre più convincenti: Quando è cominciato il tempo? Il cosmo è destinato a espandersi per sempre, o un giorno comincerà a contrarsi? Nel creato c'è posto per un creatore? In futuro il tempo comincerà a scorrere indietro? Questa edizione, arricchita con numerose foto dello spazio provenienti dai più importanti centri di osservazione astronomica – tra cui l'osservatorio NASA e Space Hubble – offre al lettore uno sguardo di prima mano sull'universo in cui siamo immersi, aggiungendo alla profondità del mistero scientifico la possibilità di contemplare la bellezza delle stelle e delle galassie che lo popolano. Dalla struttura dello spazio e del tempo al principio di indeterminazione, dal big bang al big crunch, dalle particelle elementari ai buchi neri, attraverso la sua abilità divulgativa, Hawking permette anche ai non specialisti di accostarsi alle scoperte più affascinanti della fisica contemporanea; e, accompagnando il lettore dal mondo infinitamente piccolo dei quanti alle estreme frontiere del cosmo, costruisce un percorso irripetibile per comprendere l'ordine che sta dietro le cose e gli eventi dell'universo in cui viviamo.

Recentemente, allo studio dei pianeti del Sistema Solare si va aggiungendo quello dei cosiddetti "pianeti extrasolari". I pianeti extrasolari sono per definizione, tutti i pianeti che orbitano intorno a stelle diverse dal Sole. Molto tempo è trascorso da allora e oggi, il numero di esopianeti confermati supera i 2.000. A questo punto non resta da fare altro che scoprire una nuova Terra.

«Quello che state per leggere non è esattamente un libro di astronomia nel senso classico, intesa come la branca della scienza che osserva le stelle nel cielo: quanto sono brillanti, quanto sono vecchie, dove si trovano l'una rispetto all'altra, in quali costellazioni sono raggruppate... È invece un libro sull'universo - nel senso più pieno di insieme 'tutto intero' di ciò che esiste - dove le stelle sono solo una parte piccola, ma piccola davvero, del tutto. Un universo visto e interpretato attraverso le leggi della fisica. È un libro che racconta quello che sappiamo del mondo in cui viviamo e di quanto ci circonda, della sua origine e della sua storia, di come è arrivato a essere ciò che è oggi e di che cosa diventerà in futuro. Parlerò dei progressi fatti dalle nostre conoscenze, in particolare nell'ultimo secolo, dedicando buona parte di queste pagine ai risultati degli ultimissimi anni, se non di questi giorni. Ma non trascurerò di soffermarmi sulle cose che ancora non sappiamo, che sono sempre e comunque molte di più di quelle che conosciamo.» Sandra Savaglio è un'astrofisica che ha deciso di raccontare il suo sapere con un taglio divulgativo. In questo viaggio nell'infinito sopra di noi, fra buchi neri, stelle nane, onde gravitazionali e future missioni spaziali, riesce nell'impresa di sintetizzare tutto ciò che si sa e tutto ciò che non si sa del nostro meraviglioso universo, fino alle vertiginose domande che continuano, e continueranno, ad appassionare gli esseri umani davanti all'infinità del cosmo di cui siamo piccolissima parte.

La Terra era allora popolata solamente da stromatoliti e da rari esseri unicellulari. Nessun essere vivente poteva accorgersi che in un remoto angolo, a 1,4 miliardi di anni luce di distanza, l'Universo avesse emesso un urlo potentissimo. Oggi sappiamo che non si trattò di un urlo vero e proprio, fatto di onde sonore, bensì di onde gravitazionali: un fenomeno previsto da Einstein esattamente 100 anni fa, prima che potessimo percepire la flebile eco di quell'incommensurabile evento fisico che ha attraversato buona parte dell'Universo visibile, impiegando ben 1,4 miliardi di anni per segnalarci la propria presenza. Questo libro narra la storia che ha portato la scienza dagli iniziali tentativi di capire la gravità, alla meravigliosa sintesi di Einstein con la teoria della relatività generale, alla costruzione dei giganteschi rivelatori che hanno permesso di osservare il fenomeno per la prima volta.

Chi, guardando un cielo stellato di notte, non si è chiesto almeno una volta se un giorno saremo mai in grado di andare tra quegli astri così remoti? L’ambizioso film Interstellar di Christopher Nolan ci ha condotto proprio in un viaggio del genere, e ben oltre la Via Lattea, la nostra galassia ancora visibile a occhio nudo. Ma la sua non è un’opera di pura fantasia. O meglio, lo è solo in parte. Grazie infatti alla consulenza dell’astrofisico e premio Nobel Kip Thorne gli eventi sbalorditivi a cui assistiamo nel film sono una rappresentazione scientificamente corretta di quello che gli esseri umani potrebbero affrontare in un’esplorazione dello spaziotempo. Dai dischi di accrescimento alle singolarità, dalla gravità quantistica alle anomalie gravitazionali, passando per la quinta dimensione e il tesseratto di Nolan, Thorne spiega in modo divulgativo e coinvolgente le grandi questioni del tempo e dello spazio in chiave interstellare, stimolando come non mai il nostro senso della meraviglia e dell’avventura.