Pianeti extrasolari, buchi neri, materia scura:come rendere visibile l’invisibile

Introduzione: Da quando Galileo punto’ il cannochiale al cielo e scopri’ che Giove aveva 4 satelliti che gli giravano intorno, l’astronomia unita alla fisica non ha fatto che continuare a rendere visibile cio’ che prima era invisibile. Per esempio solo 100 anni fa un ricercatore austriaco usando una mongolfiera scopri’ che una pioggia continua di raggi cosmici colpisce la terra dallo spazio.Pianeti extrasolari, buchi neri, materia scura sono altri straordinari fenomeni cosmici che stanno per diventare visibili.

Cose da fare: Si tratta di 3 video che introducono dei nuovi fenomeni che in pochi anni diventeranno banali e risaputi.

Il primo video(figura sopra) e’ sui buchi neri la cui presenza diventa sempre piu’ evidente e comune. L’astronoma Janna Levin vi spieghera’ (sottotitoli in italiano) uno straordinario modo di rilevarli che sara’ possibile a breve tempo.

Il secondo video e’ sui pianeti extrasolari che ormai si sa essere innumerevoli : quanto tempo passera’ prima di scoprirne qualcuno abitato da esseri viventi?

Il terzo video e’ sulla materia scura che diventa sempre meno scura perche’ riusciamo  a rilevarla senza problemi dall’effetto gravitazionale. Anche qui uno scoop che spieghi a cosa e’ dovuta e’ ormai imminente. (Questo video di oltre un’ora e’ in inglese ma e’ accompagnato da una presentazione con slide powerpoint pieni di foto e immagini che dovrebbero rendere chiaro cio’ che lo scienziato sta dicendo. Il video non parla solo di materia oscura ma di tutte le idee base della cosmologia al momento attuale: big bang, inflazione, materia scura e energia scura).

Cosa succede: Dallo spazio ci arriva un’enorme quantita’ di dati che non aspettano altro che di essere visualizzati, studiati e interpretati. Una semplice visualizzazione molto accurata (come si puo’ fare dallo spazio  usando tecniche digitali) permette gia’ di vedere configurazioni straordinarie che possono rivelare nuovi fenomeni. Ad esempio dei getti di materia provenienti dal centro di una galassia possono tradire la presenza di un buco nero e permetterci di calcolarne la dimensione.

Le variazioni di luminosita’ di singole stelle sono poi sufficienti a scoprire un pianeta
extrasolare che gli ruota intorno. Nessuno di questi pianeti potra’ mai essere visto come vediamo i pianeti solari perche’ si tratta di oggetti troppo lontani. Il massimo che si riuscira’ a vedere dalla terra e’ un debole puntino luminoso. Ma sapendo con esattezza dove si trovano, possiamo dirigere verso di essi potenti telescopi terrestri ed esaminarli a diverse lunghezze d’onda. Questo ci permettera’ di scoprire se alcuni di questi pianeti hanno forme di vita piu’ o meno rudimentali. Piu’ di questo non possiamo fare per adesso  perche’ anche il piu’ vicino richiederebbe centinaia di anni per essere raggiunto da un’astronave. D’altra parte il fatto che nessuna trasmissione radio dallo spazio ha raggiunto la terra sembra escludere che tra questi miliardi di pianeti della galassia ce ne sia uno dove si sia sviluppata una civilizzazione al nostro livello. I segnali radio a differenza delle astronavi , viaggiano alla velocita’ della luce ed avrebbero dovuto raggiungerci.

L’informazione che ci arriva ci permette di ricostruire il movimento dei corpi celesti e questo a sua volta ci permette di calcolare la forza di gravita’ che agisce e quindi se e’ troppo forte per essere  spiegata dalle stelle vicine . E’ cosi che scopriamo buchi neri e materia scura. La massa reale di un ammasso di galassie puo’ essere calcolata anche dalla distorsione della luce proveniente da oggetti che si trovano dietro di esso.La materia scura e’ la seconda componente piu’ importante dell’Universo (dopo l’energia scura) ed ammonta al 26,8%. Mentre la materia ordinaria e’ il 4,9% e il restante 68,3% e’ l’energia scura. E’ stato dimostrato che la materia scura e’ dappertutto anche nella vostra stanza mentre leggete. La sua scoperta potrebbe essere imminente.

Le informazioni ci possono arrivare attraverso onde elettromagnetiche di frequenze diversissime oltre che da raggi cosmici e in futuro probabilmente anche da onde gravitazionali (che ancora non riusciamo a vedere). Confrontando dati di tipo diverso ma con la stessa origine ci permette di capire meglio alcuni fenomeni.

L’interpretazione di nuove configurazioni scoperte, passa poi attraverso la formulazione di teorie e la loro verifica simulando il lontano fenomeno col computer e vedendo se si ottengono gli stessi risultati. Ad esempio si puo’ simulare lo scontro di due stelle di neutroni che si fondono a formare un buco nero e vedere se producono un getto di raggi gamma simili ai gamma ray burst (GRB: lampi di raggi gamma provenienti dal cosmo)  rilevati da satelliti come Chandra.

Inoltre non bisogna dimenticare che le immagini spaziali sono anche temporali cioe’ fanno vedere non solo l’universo com’e’ adesso ma anche come era a partire dal big bang. Quindi ci permettono di ricostruire la storia dell’universo. L’immagine temporale piu’ straordinaria e’ quella della radiazione cosmica di fondo adesso disponibile a una risoluzione molto maggiore attraverso il satellite Planck. Questa e’ l’immagine dell’universo a soli 380000 anni di eta’ ed il risultato e’ un universo con pochissime fluttuazioni, quasi uniforme. Per spiegarlo e’ stata introdotto il fenomeno dell’inflazione che ha prodotto una rapidissima crescita che ha eliminato le disomogeneita’ iniziali rendendo l’universo “liscio” come la superficie di un palloncino. Da queste informazioni si puo’ inoltre ricavare la massa totale dell’universo perche’  la radiazione cosmica subisce una deflessione dovuta alla massa gravitazionale della materia. Un’altra interessantissima immagine temporale ma questa volta contenente oggetti di ogni eta’ e’ il cosiddetto Hubble Deep Field (HDF:Campo profondo di Hubble)   che visualizza una minuscola porzione del cielo dove ci sono solo 2 stelle e poi centinaia di galassie di ogni eta’ fino a quelle di 13 miliardi di anni fa. Queste si riconoscono dalla strana forma molto diversa da quella delle galassie vecchie vicine a noi. Tra l’altro la nascita delle stelle puo’ essere osservata solo nelle galassie lontane piu’ giovani, nelle galassie vicine non nascono piu’ nuove stelle.

In conclusione tutti e 3 i fenomeni : pianeti extrasolari, buchi neri, materia scura sono
al momento attuale “invisibili”. Sono un po’ come gli atomi 100 anni fa: ma ora riusciamo a vedere il singolo atomo e cosi’ per gli oggetti celesti  le affascinanti ma false rappresentazioni di artista attuali saranno sostituite fra poco da immagini della cosa reale.

Commenti:

Altri applet di astronomia

Il materiale e’ formato dai 3 video:

http://www.ted.com/talks/janna_levin_the_sound_the_universe_makes.html
Titolo in inglese: The sound the universe makes .

http://vimeo.com/41655330
Titolo in inglese: Exo: A Visualization of Kepler’s Exoplanet Candidates by blprnt with Oblong.

http://www.youtube.com/watch?v=jWaOyy3WfWk&feature=youtu.be
Titolo in inglese: Dark Matter, Dark Energy and Inflation: The Big Mysteries of Cosmology

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