SETI ITALIA "G. Cocconi" - Divulgazione scientifica e distributed computing
c/o Dr. Bruno Moretti Turri - via Crispi, 3 - 21100 Varese - Tel. +39 340 9935956 - brmoret@libero.it


Da Galileo alle frontiere dell'universo conosciuto
di Bruno Moretti Turri IK2WQA
Team SETI of SETI Institute, FOAM13 Astronomical Observatory,
Direttore SETI ITALIA "G. Cocconi", Presidente Academia Philosophiae Naturalis


Pagina con video della conferenza

"Giaciamo tutti nel fango, ma alcuni di noi guardano alle stelle."
"We are all lying in the gutter, but some of us are looking at the stars."
Oscar Wilde

400 anni fa, nel 1609, Galileo per la prima volta punta il suo canna-occhiale, non in orizzontale durante il giorno per guardare il paesaggio, ma in alto, di notte, verso il cielo stellato e dà inizio al processo di radicale evoluzione della nostra weltanschauung, cioè della nostra visione del mondo e dell'universo.



Prima di Galileo l'universo era piccolissimo. In tale universo, come in una cipolla o in una bambola russa tipo matrioska, la Terra era immaginata imprigionata al centro di sfere di cristallo sulle quali erano incastonati Luna, Sole, pianeti e stelle. Queste sfere di cristallo si ritenevano solo TOT km sopra le nuvole più alte.



Tutto inizia a cambiare il 30 novembre 1609 quando Galileo punta il suo strumento verso quella tenue striscia nebulosa che attraversa il cielo stellato detta Via Lattea e scopre, con immaginabile enorme stupore, che, a dispetto del nome, non è uno schizzo di latte sfuggito dal seno della dea Era, la latina Giunone, come sostenevano gli antichi,


Via Lattea dalla Sagitta ad eta η Carinæ. Astrofotografia a largo campo di Marco Lorenzi.

ma che essa è costituita da migliaia di stelle, non risolvibili ad occhio nudo, ma che si rendono perfettamente visibili alla visione telescopica.
Da quel momento inizia il lento processo che porterà



Un perspicillum, un canna-occhiale di Galileo. Si ritiene che il modello migliore avesse massimo 30 ingrandimenti.

dal perspicillum, dal canna-occhiale di Galileo, il cui modello migliore si ritiene avesse massimo 30 ingrandimenti, alla costruzione di telescopi via via sempre più grandi e raffinati che allargheranno enormemente le dimensioni dell'universo fino agli attuali 15 miliardi di anni luce.



In questa immagine vedete uno dei 2 obiettivi di diametro 8,4 metri del Large Binocular Telescope in Arizona, osservatorio binoculare al 25 % di proprietà italiana. Un solo anno luce corrisponde a circa 10 mila miliardi di km. Il che significa che viaggiando a ben 1.000 km/h come un Jumbo jet in alta quota, occorrerebbero 10 miliardi di ore. Cioè oltre 1 milione e centomila anni.


Campa cavallo... che l'erba cresce.

Per noi umani è difficile anche solo immaginare dimensioni di spazio e di tempo così enormi, pertanto ora andremo a farci un viaggetto con la nostra astronave virtuale per capirne di più e conoscere dall'esterno qual'è il nostro posto nell'universo. Siete tutti pronti? Mettetevi comodi e allacciate le cinture di sicurezza. Fatto? Bueno! Vamos amigos!

Five, four, tree, two, one, Fire!


La nostra astronave viaggia velocissima e siamo già alla prima tappa, ove vediamo


Le dimensioni della Terra (Earth, diametro Ø 12.756 km) rispetto a Venere (Venus, Ø 12.104 km),
Marte (Mars, Ø 6.794 km), Mercurio (Mercury, Ø 4.880 km) e Plutone (Pluto, Ø 2.274 km).
N.B.: la nostra Luna ha un diametro di 3.476 km, ergo è più grande di Plutone e più piccola di Mercurio.

le dimensioni in scala dei piccoli pianeti rocciosi del sistema solare, Terra, Venere, Marte, Mercurio e Plutone. Così en passent la nostra Luna è un po' più grande di Plutone e un po' più piccola di Mercurio. Concentriamo ora la nostra attenzione sulla Terra e riaccendiamo i motori per la prossima tappa.


Le dimensioni dei giganti pianeti gassosi Giove (Jupiter, diametro Ø 142.984 km),
Saturno (Saturn, Ø 120.536 km, ovviamente esclusi gli anelli),
Urano (Uranus, Ø 51.118 km) e Nettuno (Neptune, Ø 49.532 km)
rispetto ai piccoli pianeti rocciosi in basso:
Terra (Earth), Venere, Marte, Mercurio e Plutone (Pluto).

Eccola qui la nostra Terra con gli altri pianeti rocciosi. Qui li vediamo a confronto con i giganteschi pianeti gassosi, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. È da rilevare che nell'immagine Saturno è illustrato con il solo corpo del pianeta, senza il suo... hula-hop, cioè senza i suoi anelli che hanno un diametro di oltre 250.000 km, altrimenti sarebbe molto più largo. Vedo che ormai state diventando tutti dei vecchi lupi di mare dello spazio e vi state adattando benissimo all'assenza di gravità. I più contenti di tutti sono quelli un po'... rotondetti come me, felici di pesare zero kg e di fare marameo a diete e bilance. Tiè! Ergo concentriamo tutta la nostra attenzione sulla Terra e su Giove e ripartiamo.


Le dimensioni del Sole (Sun, diametro Ø 1.390.000 km) rispetto ai pianeti.

Ecco Giove e la Terra. A questa scala Giove è una biglia e la Terra è ridotta a... ricordino di formichina. Il tutto al cospetto di 'o Sole nostro. Enorme, confrontato alla corte dei suoi sub-lillipuziani sudditi. E qui sorge un problema perchè nei libri si legge che gli astronomi definiscono il Sole stella nana gialla. Anche se esistono molte stelle assai più piccole del Sole, in effetti, come vedremo, il Sole è una stella medio-piccola, molto comune e simile a miliardi e miliardi di altre. Concentriamo ora tutta la nostra attenzione sul Sole e su Giove e ripartiamo.


Le dimensioni delle stelle Arcturus (Arturo, alfa a Boötis, diametro Ø 22.101.000 km),
Pollux (Polluce, beta b Geminorum, Ø 11.120.000 km)
e Sirius (Sirio, alfa a Canis Majoris, Ø 2.335.000 km) rispetto al Sole.
A questa scala Giove è grande un pixel e la Terra è invisibile.

Adesso è 'o Sole nostro a farci la figura della caramellina, della mentina. A questa scala Giove è grande un pixel e la Terra è un batterio visibile solo al microscopio. Il confronto è con Sirio che, vista dalla Terra è la stella più luminosa del cielo; con Polluce e con Arturo. Arturo è la splendida stella arancione che fa sognare gli innamorati nelle sere di primavera. Concentriamo ora tutta la nostra attenzione su Arturo e gone on the wind, via col vento, ovviamente il vento stellare.


Le dimensioni delle stelle Antares (alfa a Scorpii, diametro Ø 1.330.000.000 km),
Betelgeuse (alfa a Orionis, diametro 903.500.000 km),
Aldebaran (alfa a Tauri) e Rigel (beta b Orionis) rispetto ad Arcturus, Pollux e Sirius.
A questa scala il Sole è grande un pixel e Giove è invisibile.
La stella più grande conosciuta è VY Canis Majoris che, con un diametro di 2.900.000.000 km,
è più del doppio (in diametro NON in volume!) di Antares!

Adesso a far la figura del nanetto è Arturo. A questa scala il Sole è grande un pixel e ci vorrebbe il microscopio per vedere Giove. La Terra è un... elettrone. Il confronto è con Rigel, Aldebaran, Bitolgiuis e Antares. Antares è la magnifica stella rossa che vediamo bassa sull'orizzonte sud nelle sere d'estate. La stella più grande conosciuta (in termini di volume, non di massa) è VY Canis Majoris che, avendo un diametro di 2 miliardi e 900 milioni di km, cioè più che doppio rispetto a quello di Antares, in questa immagine sbrodolerebbe fuori. Ma adesso, cari amici, è venuta l'ora del tè coi pasticcini. Naturalmente su un'astronave, in assenza di gravità, il tè lo si beve dal... biberon e i pasticcini sono piccolissimi perchè si devono mettere in bocca interi, onde non sbriciolare, per poi... respirar le briciole che volteggerebbero per aria. Non so voi, ma a me solo a pensare alle briciole nel naso, mi vien da starnutire.

Spaziotempo
1 anno luce è = 9,4608 x 1012 km = 9.460.800.000.000 km
perchè la velocità della luce (indicata con c dal latino celeritas)
è c = 299.792,458 km/s

Approfittiamo della pausa per impadronirci di un concetto indispensabile al proseguimento del nostro viaggio. Il concetto di spaziotempo.
Lo faremo in termini molto semplificati, elementari e terra-terra con due facili esempi.




Viaggiando alla velocità di 300.000 km/s, per coprire i 150 milioni di km della distanza Sole-Terra, la luce del Sole impiega circa 8' 20”. Ciò significa che quando guardiamo il Sole non lo vediamo in tempo reale, cioè come è mentre lo guardiamo. Lo vediamo come era 8' 20” fa. Se, per assurdo, il Sole dovesse esplodere mentre lo stiamo guardando, noi non lo vedremmo esplodere. Lo vedremmo esplodere 8' 20” dopo. Passiamo al secondo esempio, ma adesso non parleremo più di una manciatina di minutini-luce. Nelle sere d'autunno, sotto un cielo stellato bello buio, senza Luna e foschia



e lontano dall'inquinamento luminoso delle città, causato da un uso irrazionale e sprecone dell'illuminazione pubblica, che dovrebbe fare luce dove mettiamo i piedi e non illuminare il lato B... dei pipistrelli, che da vedere quello dei pipistrelli non è neanche poi un gran bel... lato B!
Dicevo, nelle sere d'autunno, sotto un cielo stellato bello buio, senza Luna e foschia, sapendo dove guardare,




possiamo vedere la costellazione di Andromeda. In tale costellazione, ad occhio nudo, noteremo la presenza di uno strano batuffolino allungato, evidenziato nell'immagine da un cerchio. Questo strano batuffolino è l'oggetto celeste più lontano visibile ad occhio nudo. Dovete sapere che tutti gli oggetti celesti visibili ad occhio nudo fanno parte della nostra Galassia, del nostro universo-isola, con sole tre eccezioni: la Piccola e la Grande Nube di Magellano, che sono invisibili alle nostre latitudini e di cui parleremo in seguito, e questo batuffolino. Che è, ripeto, l'oggetto celeste più lontano visibile ad occhio nudo.



Quel batuffolino è un altro universo-isola, una galassia simile alla nostra Via Lattea. È la galassia di Andromeda, detta M31 perchè porta il numero 31 nel catalogo dell'astronomo francese Charles Messier. Ha un diametro di 150.000 anni luce, è costituita da oltre 400 miliardi di stelle e dista da noi 2 milioni e seicentomila anni luce. Ciò significa che quando la guardiamo, non la vediamo in tempo reale, cioè come è in quel momento. La vediamo come era 2 milioni e seicentomila anni fa. Ripetendo l'esempio che abbiamo fatto per il Sole, se, per assurdo, M31 dovesse esplodere mentre la stiamo guardando, noi non la vedremmo esplodere. La vedremmo, per modo di dire, esplodere 2 milioni e seicentomila anni dopo. Cioè, data la velocità fissa della luce nel vuoto, guardando molto lontano nello spazio, noi guardiamo molto lontano anche nel tempo. Cioè noi guardiamo molto lontano nello spaziotempo. I fotoni di luce di M31 che giungono ai nostri occhi ed eccitano le nostre retine mentre la guardiamo sono partiti 2 milioni e seicentomila anni fa. Data la nostra concezione limitata sia dello spazio che del tempo, apparentemente “2 milioni e seicentomila anni fa” è una cifra quasi senza significato per noi. Noi, Homo sapiens non esistevamo ancora. Non esisteva neanche il nostro progenitore Homo erectus, che circa 700.000 anni fa ha dominato il fuoco.
E invece... ci sbagliamo di grosso perchè tale cifra ha un significato enorme per noi umani.



Perchè proprio 2 milioni e seicentomila anni fa, quando i fotoni di M31 Andromedae partivano per allietare oggi i nostri occhi, il primo uomo compiva il primo grande balzo verso l'intelligenza umana ed è per questo che è stato catalogato tassonomicamente come appartenente a una nuova specie: la specie Homo. Noi.
Il... primo grande balzo verso l'intelligenza umana? E... come? Vi starete chiedendo. Smoccolando, sì, avete capito bene, smoccolando, imprecando, non sappiamo in quale lingua, mentre si pestava il ditone nell'imparare



a scheggiare intenzionalmente le pietre per farne degli strumenti.
“That's one small step for man, a giant leap for mankind.”
“Un piccolo passo per un uomo, un gigantesco balzo per l'umanità.”
Sono le immortali parole pronunciate da Neil Armstrong mettendo piede sulla Luna il 20 luglio 1969. Ma Neil Armstrong, come tutti noi, viene dopo 2 milioni e seicentomila anni di evoluzione della nostra specie, a partire da quei nostri antenati che hanno avuto il primo barlume di intelligenza e dai quali tutti noi discendiamo.



In base ai reperti paleoantropologici, l'Homo habilis smoccolava pestandosi il pollice in questa zona, che nella foto vedete un po' brulla perchè io l'ho scattata ai primi di gennaio, nel pieno della locale stagione secca. Il luogo prende il nome in lingua masai del fiume Olduvai che scorre qui impetuoso solo durante la stagione delle piogge. Tra l'altro Olduvai è il luogo in cui appare il famoso monolito nel celeberrimo romanzo di Arthur Clarke, cinematografato da Stanley Kubrick, “2001: Odissea nello spazio”.


Il Kilimanjaro 5.895 m, visto dal Parco del Serengeti. Olduvai è a destra fuori foto.

Olduvai Gorge si trova a poche decine di km da questo formidabile vulcano spento, il Kilimanjaro, la montagna più alta dell'Africa e vicino allo splendido Parco del Serengeti, in Tanzania, nei pressi del cratere di Ngorongoro, poco a sud dell'equatore.



È assai probabile che gli Homo habilis, assomigliassero molto a questa ricostruzione artistica. In base agli studi biogenetici sul DNA mitocondriale, l'artista ha qui giustamente rappresentato il progenitore di tutta l'umanità, con la pelle nera. Alla facciaccia brutta di tutti i razzisti e xenofobi, anche svedesi, crucchi e giapponesi discendono da uomini e donne neri ed africani. Così come,



del resto, l'orso bianco è un adattamento ambientale di plantigradi bruni. I mitologici Adamo ed Eva delle antiche fiabe dei pastori giudei palestinesi erano, tra virgolette, “fatti ad immagine e somiglianza” di un dio



... “abbronzato”. Di un dio negro.
Per dirla con il premio Nobel Rita Levi Montalcini: “Non esistono le razze, esistono i razzisti.”
E permettetemi ora di ricordare la commozione enorme che ho provato pensando alla galassia M31 Andromedae e agli Homo habilis che si pestavano il ditone, quando ho visitato il giardino dell'Eden e il museo paleoantropologico di Olduvai Gorge come meritato premio per aver raggiunto



la vetta più alta dell'Africa, i 5.895 m sul livello del mare dell'Uhuru Peak del Kilimanjaro, il mio primo 5.000 quasi 6.000. Manco a farlo apposta in questa foto Olduvai si trova sotto le nuvole proprio dietro al mio cappuccetto rosso. E, mentre voi vi sbafate gli ultimi pasticcini e vi godete le ultime ciucciate di tè dal biberon, ora che abbiamo assimilato, almeno a livello elementare, il concetto di spazio, il concetto di tempo e della relazione spaziotempo,


Simulazione in scala spaziotemporale: dalla Terra alla Luna la luce impiega circa 1,3 secondi


EME, Earth Moon Earth, Moon bounce VHF/UHF

per concludere osserviamo questa simulazione. Dovete sapere che alcuni radioamatori particolarmente evoluti “giocano a biliardo tra virgolette” usando la Luna come sponda. Puntano le loro parabole, o i loro array di antenne Yagi, verso la Luna e trasmettono. Le onde radio rimbalzano sulla Luna e ritornano sulla Terra. Questa raffinata tecnica si chiama EME (acronimo di Earth-Moon-Earth, Terra-Luna-Terra) o Moon bounce (rimbalzo lunare). L'ho praticato anch'io con la stazione di un mio amico e collega radioamatore OM e mi son divertito tantissimo. Con questa tecnica è possibile, per esempio, collegare la Norvegia o il Sudafrica in VHF o UHF. Il Moon bounce rappresenta l'esperimento più semplice ed intuitivo che dimostra e misura la velocità non infinita della luce, cioè della radiazione elettromagnetica: dici ciao nel microfono e circa 2 secondi e ½ dopo senti nel ricevitore l'eco del tuo ciao che ritorna a Terra proveniente dalla Luna. Ma ora ragazzi la campanella suona e la ricreazione è finita. E' venuto il momento di ripartire. Smettetela quindi di far capriole per aria come rondinelle troppo cresciutelle, tornate veloci come Ringo sui vostri seggiolini e allacciate le cinture di sicurezza, perchè ora faremo i famosi balzi iperspaziali cari alla fantasia di Isaac Asimov, lo scienziato e docente di biochimica, grande scrittore di fantascienza, e andremo su scale veramente enormi.


Le stelle più vicine al Sole (Sun) in un raggio di 15 anni luce.

Questi sono i dintorni del Sole in un raggio di 15 anni luce. Vicino al Sole c'è una piccola stellina rossa, Proxima, detta anche alpha Centauri C perchè fa parte di un sistema stellare triplo. Si chiama Proxima perchè è la stella più prossima, cioè più vicina, al Sole, a circa 4,3 anni luce.


I dintorni del Sole (Sun) in un raggio di 250 anni luce.

E questi sono i dintorni del Sole in un raggio di 250 anni luce. Ma... l'appetito vien mangiando e noi ora saltiamo direttamente


I dintorni del Sole (Sun) in un raggio di 5.000 anni luce.
Si comiciano a vedere i bracci ("arm" in inglese) a spirale della Via Lattea, la nostra Galassia.

a 5.000 anni luce dal Sole, e qui vediamo delle strane strisce. Nooo, non sono banchi di nebbia in Val Padana, ma miliardi di stelle raggruppate nei bracci a spirale della Via Lattea, che a questa scala incominciano a vedersi.



La nostra Galassia, la Via Lattea, ha un diametro di circa 100.000 anni luce
ed è molto simile alla galassia a spirale nella figura (vista di taglio nella figura sotto).
Il Sole (Sun) è posto a circa 27.000 anni luce dal centro della Via Lattea, nel braccio di Orion,
tra il braccio a spirale del Perseus e quello del Sagittarius.

Ora siamo a 80.000 anni luce dal Sole e questa è la Via Lattea, la nostra galassia a spirale, il nostro universo-isola. Ha un diametro di circa 100.000 anni luce, è costituita da almeno 200 miliardi di stelle e noi ci troviamo in periferia, a circa 27.000 anni luce dal perno di rotazione, cioè dal centro gravitazionale. Noi ci troviamo nel braccio (in inglese arm) nel braccio a spirale di Orione, tra il braccio del Perseo che, rispetto a noi, è verso l'esterno della galassia e che vediamo di sera in inverno e il braccio del Sagittario che, rispetto a noi, si trova verso il centro della Via Lattea e che vediamo nelle sere d'estate. Infatti



il centro della Via Lattea, indicato dalla X rossa, visto dalla Terra si trova in direzione del Sagittario, tra Sagittario e Scorpione e, in particolare tra la nebulosa M8 Lagoon e M6 Butterfly, l'ammasso stellare a forma di farfalla.


Il Gruppo Locale del quale fanno parte la Via Lattea (Milky Way) e le sue galassie satelliti, la Grande Nube
di Magellano (LMC, Large Magellanic Cloud) e la Piccola Nube di Magellano (SMC, Small Magellanic Cloud).
Le distanze dalla Via Lattea sono espresse in migliaia di anni luce (kly, kilo light years).

Altro balzo iperspaziale e siamo a 3 milioni di anni luce dal Sole e vediamo la nostra Via Lattea (in inglese Milky Way) attorniata dalle altre galassie appartenenti al nostro ammasso galattico locale, tra esse la già citata M31 Andromedae in basso a destra. Vicinissime alla Via Lattea notiamo 2 piccole galassiette irregolari che sono satelliti della nostra indicate in inglese con LMC e SMC. Si tratta della Large, Grande e della Small, Piccola Magellanic Cloud, Nubi di Magellano, completamente invisibili alle nostre latitudini perchè hanno declinazioni molto meridionali. Per vederle basse sull'orizzonte bisogna andare almeno in zone equatoriali. Per vederle alte sull'orizzonte bisogna andare a latitudini molto meridionali, per esempio in Argentina o in Australia. Giusto per tirare il fiato prima del prossimo grosso balzo iperspaziale, ricordo un'enorme e graditissima emozione della mia gioventù.


L'Autore in arrampicata su ghiaccio: piolet traction sulla parete Nord dell'Aiguille Blanche de Peutérey 4.108 m,
via Gabarrou-Suzuki, gruppo del Monte Bianco.

Stavo scalando in arrampicata solitaria la ghiacciata parete sud-est del Chimborazo sulla Cordigliera delle Ande in Ecuador, montagna alta 6.310 m. Dovete sapere che le pareti di ghiaccio, soprattutto in zone equatoriali, normalmente si scalano di notte, quando la temperatura è ampiamente sotto zero e il pericolo di slavine e valanghe è minore. Giunto a quota 6.100 m su una parete con pendenza tra i 40 e i 90 gradi, ho finalmente trovato il primo qualcosa di orizzontale, una cengia, una specie di “pianerottolo” da 2 m x 2, e mi sono fermato a smangiucchiare qualcosa. Ormai mancava poco alla vetta e la parte più difficile della parete era sotto di me. Guardando il cielo stellato magnifico degli oltre 6.000 m in direzione sud mi è quasi venuto un colpo, perchè c'era un qualcosa di molto strano. Orizzontandomi con le costellazioni sono stato fulminato dalla rivelazione: quella grossa nuvola bianca bassa sull'orizzonte non poteva essere altro che


La  Grande Nube di Magellano

la  Grande Nube di Magellano, che non avevo mai visto prima di allora e che all'equatore si rende visibile. Estratto dallo zaino il binocolo 10x50 ne ho avuto conferma e dalla gioia ho preso la ricetrasmittente palmare bibanda VHF/UHF, che ho sempre portato con me in montagna per eventuali casi di emergenza, e grazie alla quale ho salvato parecchie vite, e ho chiamato i radioamatori nottambuli dell'Ecuador in UHF a 70 centimetri di lunghezza d'onda, che sono rimasti basiti perchè era la prima volta che su tali frequenze sentivano un collega italiano, per di più sulla loro montagna più alta.


I superammassi (supercluster) di galassie in un raggio di 500 milioni di anni luce da noi.
La nostra Via Lattea e il suo ammasso Gruppo Locale fanno parte del superammasso della Virgo.

Ora con un altro iperbalzo prodigioso arriviamo a vedere i dintorni della Via Lattea in un raggio di 1 miliardo di anni luce e quei puntini bianchi che vedete non sono stelle. E neanche galassie. Sono ammassi di galassie raggruppati in superammassi. Al centro c'è il nostro ammasso galattico locale che fa parte del superammasso della Virgo.

150.000.000.000.000.000.000.000 km

L'universo oggi conosciuto ha un diametro minimo di 15 miliardi di anni luce. Corrispondenti a 150 mila miliardi di miliardi di km = 1,5 x 1023
È costituito da circa 100 miliardi di galassie che mediamente contengono 100 miliardi di stelle.

Giampiero Galeazzi a Giuliano Ferrara.

Se a questo punto, davanti alle dimensioni dell'universo, siete presi da un senso di vertigine e vi sentite piccoli e anoressici, non fateci caso. È normale.


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