Misurare il buio per contare le galassie

Anche se il cielo ci appare blu di giorno, la notte, lontani dalle luci della città, si presenta molto scuro. In effetti lassù, oltre la nostra atnosfera, a dominare è il buio, appena sottratto da un leggero bagliore dovuto alla presenza delle galassie, anche quelle che non riusciamo a vedere.

Possiamo allora domandarci quanto scuro è il cielo e cosa ci dice questa oscurità sul numero di galassie presenti nell’universo visibile? Questo numero si stima, per esempio, contando le galassie osservabili in campo profondo dal telescopio spaziale Hubble in una determinata area di cielo e moltiplicandolo per l’area totale del cielo.

Una stima effettuata in questo modo ha suggerito che nel Cosmo ci sono circa due trilioni (ossia due miliardi d...

Geometria e destino dell’Universo

Per conoscere la forma dell’Universo dobbiamo ricorrere alla teoria e alle osservazioni. La teoria è la relatività generale di Einstein, mentre le osservazioni riguardano il contenuto dell’Universo, e in particolare la radiazione cosmica di fondo, che ci dà informazioni molto interessanti sulle proprietà del Cosmo.

La relatività generale ci dice che lo spazio può assumere tre forme, corrispondenti a tre possibili curvature: abbiamo quindi uno spazio chiuso come una sfera, aperto come una sella e piatto come un foglio di carta, (v. immagine).

La densità della massa e dell’energia contenute nell’Universo influisce infatti sulla sua espansione ma determina anche la sua geometria...

Improvvisa accelerazione

Il supercomputer ATERUI II dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) ha consentito di investigare le condizioni dell’inflazione primordiale, uno degli eventi più enigmatici nella storia dell’universo, quando si ebbe un’accelerazione cosmica molto rapida.

Subito dopo il Big Bang l’Universo è improvvisamente aumentato di oltre un trilione di trilioni di volte in meno di un trilionesimo di trilionesimo di microsecondo, ma nessuno sa il come e il perché.

L’inflazione avrebbe creato fluttuazioni di densità primordiali che sarebbero all’origine di piccole disomogeneità gravitazionali cresciute fino a dare vita a strutture come le galassie e gli ammassi di galassie che oggi vediamo.

Simulati 4000 universi

Il supercomputer ATERUI II ...

Ipotetico nono pianeta

Negli ultimi anni, l’ipotesi dell’esistenza di un pianeta nove ancora non scoperto nel nostro sistema solare ha avuto diverse conferme. Prima che Plutone fosse declassato a pianeta nano, l’appellativo di questo misterioso corpo celeste era quello di pianeta X, che significava anche ‘decimo pianeta’, oltre che ‘pianeta ics, ignoto’, come talvolta è ancora chiamato.

Questo pianeta finora sfuggito al rilevamento si troverebbe oltre l’orbita di Plutone e la sua interazione con i piccoli corpi vicini (oggetti transnettuniani, o TNO) ne modificherebbe le loro orbite.

Perché non si trova?

Questo corpo celeste dovrebbe avere una massa circa 10 volte quella della Terra e orbitare mediamente circa 20 volte più lontano dal Sole rispetto a Nettuno...

Inseparabili per natura

Esiste un’equazione nell’ambito della meccanica quantistica che ha assunto l’appellativo di formula dell’amore. Perché?

Nel mondo microscopico degli atomi e delle particelle, dove nulla è certo finché non accade, le cose si comportano in modo molto strano, tanto da sfidare il nostro senso comune. Per esempio, è possibile che due particelle siano così intimamente legate che il cambiamento di una influisce sull’altra, anche quando sono separate da grande distanza!

Questo fenomeno si chiama entanglement ed è descritto da una bella formula scritta dal fisico Paul Dirac (spesso riportata in modo non corretto). Alcuni complessi esperimenti hanno confermato questo misterioso ‘abbraccio a distanza’ tra particelle.

Amore a scala subatomica

L’entan...

Universo in espansione

A causa dell’espansione dell’Universo, tutte le galassie, compresa la nostra, si stanno allontanando le une dalle altre e i segnali che provengono da esse arrivano sulla Terra con un incremento della lunghezza d’onda rispetto a quando sono stati emessi.

Questo fenomeno si chiama redshift (spostamento verso il rosso), perché nel visibile produce uno spostamento verso il colore rosso dei segnali elettromagnetici emessi dalle galassie. L’effetto è tanto maggiore quanto più velocemente le galassie si allontanano, quindi quanto più esse sono lontane.

Il redshift si calcola piuttosto facilmente misurando la differenza tra la lunghezza d’onda dei segnali in arrivo dalle galassie e quella delle analoghe emissioni prodotte in laboratorio...

Graphic novel che racconta le sue stelle

La passione per le stelle della popolare astronoma Margherita Hack è raccontata in un libro a fumetti. Sono affrontati anche i quesiti più importanti della scienza moderna, come la possibilità di viaggiare nel tempo o l’esistenza degli extraterrestri.

Nel libro sono presenti anche diversi aneddoti riguardanti la vita dell’astronoma, dai ricordi di scuola, alle sue convinzioni politiche e religiose, alla sua carriera presso l’Osservatorio astronomico di Trieste.

Non mancano le descrizioni scientifiche delle sue ricerche e di quelle che hanno accompagnato la sua vita, in particolare dei metodi per osservare l’Universo, come quello legato alla recente scoperta delle onde gravitazionali, grazie alle quali si è aperta una nuova ‘finestra’ d...

Esiste qualcosa oltre a ciò che vediamo?

La risposta a questa domanda potrebbe essere ‘sì’. L’idea che il nostro universo non sia l’unico esistente, ma soltanto una sorta di bolla che si sta gonfiando tra le tante esistenti è condivisa da diversi fisici.

Complessivamente, questa idea della realtà prende il nome di multiverso: in esso la vita potrebbe svilupparsi soltanto in alcune bolle. L’espansione delle bolle sarebbe avvenuta subito dopo la nascita di esse: si tratterebbe di un rapidissimo gonfiamento dello spazio nota come inflazione.

Energia e fisica quantistica

In un multiverso così descritto un ruolo fondamentale lo svolgono l’energia e la fisica quantistica. In uno stato di vuoto totale (o vero, come dicono i fisici) l’energia è zero e c’è stabilità assoluta...

Affascinante desiderio umano

In linea puramente ipotetica, la teoria della relatività generale non vieta i viaggi nel tempo, e in particolare nel passato.

Già verso la fine degli anni Trenta del secolo scorso, sulla scia delle sconcertanti conseguenze delle idee di Einstein sui concetti consolidati di spazio e tempo, alcuni fisici affrontarono la questione prendendo in considerazione il movimento rotatorio di corpi molto pesanti, che ha l’effetto di trascinare con sé lo spazio e anche il tempo, quindi di deviare la freccia temporale, ossia la direzione dello scorrere del tempo.

Einstein rimase cauto su tali conseguenze, pensando che le soluzioni della sua teoria che permettono i viaggi nel passato violano probabilmente qualche altro principio fisico e quindi non la rendono...

Scoprire un pianeta lontano

La scoperta di un pianeta al di fuori del Sistema solare non può essere fatta osservando la luce visibile, ma soltanto misurando una debole emissione infrarossa o, soprattutto, valutando gli effetti indiretti che il pianeta provoca sull’astro attorno al quale ruota.

I pianeti, a differenza delle stelle, non brillano di luce propria e possono essere visti soltanto perché riflettono la luce di stelle vicine; ma mentre nel Sistema Solare la luce riflessa può essere vista, a grande distanza dalla Terra la luce riflessa è troppo debole rispetto a quella delle stelle circostanti.

Una conferma dell’esistenza di un pianeta è l’occultazione periodica della stella attorno alla quale il pianeta orbita, dovuta al fatto che esso si interpone regolarmente sulla...