VUOTO E BELLISSIMO
Quattro passi per l’Universo
Nello scorso numero abbiamo citato il numero di galassie e stelle nell’Universo osservabile. Abbiamo visto quando grande sia in media una galassia. Vorrei approfondire questo concetto attraverso un viaggio fantastico in pochi passi dalle dimensioni normali per la nostra vita di tutti i giorni a quelle “astronomiche” dell’Universo. La conclusione sarà imbarazzante e apparentemente contraddittoria. Teniamocela per la fine.
Intanto prendiamo un quadrato di 1 metro per un metro facciamo una foto più o meno reale e la mettiamo dentro. Primo esempio e anche nostro punto di partenza, Fig. 1
fig.1 Bambini – lato 1 m
Ora aumentiamo per ogni passo di 1.000 volte. Quindi la nostra immagine sarà 1.000 metri per 1.000 metri. Ho messo una foto della Scala dei Turchi. Le dimensioni sono stimate. A tutti noi è chiaro come la nostra vita si presenta in modo diverso se in banca abbiamo 1 euro o mille o un milione o un miliardo di euro.
Fig. 2 Scala dei Turchi – Lato 1.000 metri
Il prossimo passo, lato da 1 milione di metri. Mille Km, ovvero da Agrigento a Milano in linea d’aria. Attenzione sempre approssimato. L’immagine è su un piano. La distanza è misurata sulla superficie sferica della Terra. Ma ci serve dare l’dea.
Fig. 3 – Italia dal satellite – lato quadrato 1.000 km
Andiamo al quarto passo. Mille volte più grande, ovvero un milione di km. Provate a immaginare. La distanza Terra Luna è di circa 384.000 Km. La luce impiega poco più di un secondo (1,25 sec) per percorrere questa distanza. In un sol balzo vedremmo questo, Fig. 4
Fig 4 – Terra Luna – Lato 1 milione di km
Ovvero il nulla. La terra ha un diametro di “appena” 12.000 km o poco più. La Luna di 3.500 Km circa. Ovvero quasi invisibili. Venere al massimo si avvicina alla terra a 40 milioni di km e Marte a 57 milioni di Km. Quindi non stanno dentro il nostro quadrato. Sembra tutto vuoto! Facciamo un altro passo. Mille milioni di km, ovvero un miliardo di km. Proviamo a fare l’istantanea.
Fig. 5 Sole Giove – Lato 1 miliardo di km
La luce comincia a faticare. Per percorrere gli 800 milioni di Km tra Sole e Giove impiega circa 45 minuti. Per fare tutto il lato del quadrato invece impiegherebbe 56 minuti. Andiamo al prossimo passo. Altre mille volte. Ovvero mille miliardi di km, o se preferite 56.000 minuti luce, poco più di 38 giorni.
Fig. 6 Il nostro Sistema Solare – Lato mille miliardi di km o 38 giorni luce
Il nostro grandioso Sistema Solare ridotto a un puntino. E intorno il nulla. Altro salto di mille, ma passiamo agli anni luce. Il nostro quadrato avrà un lato 105,7 anni luce (o anche 10 alla 18esima metri, 1 seguito da 18 zeri), un miliardo di miliardi di metri.
Fig. 7 Le stelle intorno a noi – Lato 105 anni luce
E finalmente le Stelle! Nel nostro cubo da 100 anni luce di lato ce ne solo alcune decine di migliaia. E ora via sui 100.000 anni luce. La dimensione della Via Lattea qui in una immagine artistica
Fig. 8 La Via Lattea immaginata – lato 100.000 anni luce
Altro passo. Un lato da 100 milioni di anni luce. Vediamo ovunque galassie!
Fig. 9 Galassie – Lato 100 milioni anni luce
Ultimo passo. Un lato da 100 miliardi di anni luce. Qui bisogna fermarsi a riflettere. Abbiamo detto che l’Universo visibile è solo una parte dell’Universo. L’unico a noi accessibile. In un prossimo articolo cercheremo di capire perché. Ma con la fantasia possiamo andare “dall’altra parte”. Il nostro Universo osservabile è una sfera intorno a noi con un diametro stimato in 93 miliardi di anni luce. Quindi potremmo immaginare nel nostro quadratino una sfera che lo riempie quasi tutto. Una immagine solo artistica. Abbiamo raggiunto in pochi passi il limite.
Fig. 10 Immagine di fantasia – Lato 100 miliardi di anni luce – Il nostro Universo osservabile (?)
Un Universo Vuoto
Abbiamo “visto” tanto vuoto. Un vuoto imbarazzante. Si stima un atomo di idrogeno in media per metro cubo (comprese tutte le galassie!). Negli spazi intergalattici quindi ne avremo molto meno. Per fortuna il nostro Universo è così vuoto! Altrimenti non vedremmo le stelle, le galassie. Tutto sarebbe confuso in una sorta di nuvola. Pensate ora di osservare con un telescopio una galassia, magari distante anche un miliardo di anni luce. Un miliardo di anni fa, un po’ di luce (i fotoni) delle stelle di quella galassia hanno intrapreso un lungo viaggio. Non hanno incontrato alcun ostacolo! Ora sono entrati nel vostro telescopio e hanno raggiunto il vostro occhio per spegnersi nella vostra retina. Tutto per Voi che eravate li ad aspettarli. Che emozione!
Giugno 2014
FISICA E FANTASIA 