Perché sembra sempre uguale a se stesso?

Da qualche secolo è un continuo divenire di scoperte scientifiche che hanno determinato il nostro modo di vivere. Anche oggi siamo in un periodo di grandi scoperte. Si fanno investimenti di miliardi di dollari/euro in telescopi, satelliti, acceleratori di particelle.  Sono soldi di noi contribuenti cittadini del mondo. Spero con queste note di dare qualche strumento in più per capire e apprezzare i risultati di queste ricerche.

Il principio Cosmologico 

Con Copernico e poi Galileo e Newton, il nostro pianeta, La Terra, non è più al centro del sistema solare e neanche dell’Universo. E’ stata una grande svolta culturale oggi metabolizzata anche nella nostra quotidianità. Nell’ultimo secolo si è affermata un’altra estensione di questo concetto. Qualunque parte del nostro Universo è simile all’altra. Non c’è un centro. Non un attore privilegiato. E’ il cosiddetto Principio Cosmologico. Un’estensione all’Universo dell’analogo principio Copernicano. Come mai? La risposta è un gioco di scambio e sfida continuo tra gli studi e le previsioni della Fisica teorica e le osservazioni fatte dagli Astronomi con grandi telescopi e missioni spaziali.

La grandezza dell’universo 

Noi viviamo in un pianeta, la Terra che orbita intorno ad una stella, il Sole che fa parte di una galassia, la Via lattea, composta di circa 100 miliardi di stelle come il Sole e molto spesso anche più grandi. La luce per arrivare dal Sole alla Terra impiega circa 8 minuti. Per attraversare la Via Lattea impiegherebbe circa 100.000 anni!. La Via Lattea ha una splendida sorella, la Galassia di Andromeda, che dista circa 2 milioni di anni luce, circondata da altre galassie più piccole. In due righe, siamo passati dai minuti, alle centinaia di migliaia di anni luce, ai milioni di anni luce.

fig. 1 Galassia di Andromeda

Il nostro Gruppo Locale di Galassie è costituito da circa 70 galassie per un diametro di circa 10 milioni di anni luce. Da 100 a 500 miliardi è il numero di Galassie di cui stimiamo essere costituito il nostro Universo teoricamente osservabile. Sì, c’è una parte del nostro Universo non osservabile neanche in teoria! Ed è molto più grande di quanto descritto. Anzi, secondo le ultime misurazioni, potrebbe essere infinito.  Forse è il caso di fermarsi un attimo e tentare di immaginare la grandezza del nostro Universo. Per fortuna con il nostro pensiero possiamo provarci.

Pensiamo in grande

fig. 2 Hubble Deep Field

Ma avevamo detto qualunque punto dell’Universo ha pari dignità. Si. Vero. Infatti la Fig. 2 è una immagine presa dal telescopio Hubble, quindi praticamente dalla Terra. Guardando lontano, scopriamo tanti puntini più o meno ben distribuiti. Tante galassie.  Questa è una immagine che ci suggerisce che siamo sulla giusta via. Dovunque puntiamo il nostro telescopio, vedremo uno spettacolo simile. Se prendete, si fa per dire, un cubo con i lati di 300 milioni di anni luce, vedrete una immagine sempre più o meno uguale. Da queste distanze in su le galassie “macchioline” sono un continuo. Come granelli di sabbia in una spiaggia.

Un’altra osservazione importante riguarda il cosiddetto Fondo di Radiazione di microonde. Una sorta di eco del Big Bang che osserviamo in tutte le direzioni. La “foto” in Fig. 3 è uno dei risultati della missione Planck, dove appositi strumenti posti in un satellite a circa 1,5 milioni di Km dalla Terra hanno raccolto dati per alcuni anni.

fig. 3 Cosmic Microwavw Background

Questa immagine, risultato di una serie di elaborazioni dei dati raccolti, ci mostra che in tutte le direzioni questa radiazione ha la stessa “temperatura”. 2,73 gradi sopra lo zero assoluto. O se preferite circa 270 gradi sotto zero. Le piccole increspature sono un variazione di un centomillesimo rispetto alla temperatura media. Praticamente perfettamente uniforme. Da quelle increspature sono nate le galassie.Sono state fatte anche tante altre indagini e conteggi sulle galassie e sulla loro distribuzione. I puntini della mappa in Fig. 4 sono galassie!

fig. 4 Mappa delle Galassie in un quarto di cielo

Democrazia all’opera 

La conclusione è che su grande scala il nostro Universo si presenta uniforme e uguale in tutte le direzioni. Da qualunque altro posto lo osservi.  In termini più tecnici l’Universo è Omogeneo e Isotropo nello spazio. E’ il nostro Principio Cosmologico. E’ la più perfetta delle democrazie. Con qualche piccolo neo. Le macchioline, con colori veri, della Fig. 2. Le macchioline in falsi colori della Fig. 3. I filamenti della mappa in Fig. 4. Senza questi piccoli nei, non saremmo qui a leggere queste righe.

Maggio 2014