Dove siamo nell’Universo?


Da secoli l’uomo non crede più di essere al centro dell’Universo, e da poco più di un secolo sappiamo che neanche il nostro sistema solare o la nostra galassia lo sono. Ma allora che posizione abbiamo nell’Universo conosciuto? In effetti per poter rispondere sarebbe necessario prima spiegare il nostro Universo, cosa non semplicissima. Già il concetto di ‘nostro’ è fuorviante, supponendo la presenza di ‘altri’ universi, o almeno di universi di ‘altri’. In realtà nemmeno i cosmologi hanno le idee del tutto chiare su questo argomento e poco è cambiato dai tempi in cui Einstein con la sua teoria della relatività introdusse concetti che hanno allargato la finestra su quanto esiste intorno a noi.
Possiamo comunque dire che l’Universo diventa più grande ogni giorno che passa, e ciò sia in senso metaforico (si ampliano le nostre conoscenze sul cosmo) sia in senso letterale in quanto l’espansione dell’Universo è un concetto ormai quasi unanimemente accettato e la legge di Hubble è stata verificata molte volte. Questa legge, così semplice nella sua formulazione quanto del tutto astrusa per comprensione, dice che più un corpo celeste è lontano e più si allontana velocemente da noi. La prova è data dal cosiddetto ‘redshift’ ovvero lo spostamento verso il rosso delle righe dello spettro dell’oggetto esaminato. Quanto più questo spostamento è grande più l’oggetto è lontano e ‘fugge’ dall’osservatore terrestre a maggior velocità. Una sorta di effetto doppler, insomma. Immaginate che una galassia emetta un suono e immaginate di poter percepire questo suono per mezzo di un grande e sensibilissimo orecchio elettronico (la lo stesso varrebbe per un segnale radio, ad esempio); ebbene, sentireste questo suono diminuire di frequenza come se fosse un’ambulanza che s’allontana. La luce delle stelle e delle galassie e le onde radio delle quasar e delle pulsar si comportano allo stesso modo. Grazie alla scoperta di Edwin Hubble possiamo oggi misurare con estrema precisione la distanza che ci separa da ogni corpo celeste che possiamo osservare, e anche da quelli che non vediamo, come ad esempio i buchi neri.
Naturalmente più ci si allontana nello spazio (e quindi si torna indietro nel tempo!) più tendono a sfuggirci gli oggetti piccoli, come pianeti e stelle, mentre quelli che credevamo i più grandi cedono la palma della maggiore dimensione a nuovi oggetti che via via vengono scoperti nell’Universo.
Così non sono più le galassie le entità più grandi che lo popolano, e nemmeno gli ammassi di galassie e i superammassi. Ormai siamo ai filamenti, strutture formate da superammassi le quali delimitano i vuoti, occupati da una massa enorme di gas a elevatissime temperature che definiamo mezzo intergalattico.


A voler semplificare di molto questo discorso possiamo indicare, in ordine crescente di dimensioni:
1) Il Sistema solare, esteso fino alla nube di Oort oltre il lontanissimo Plutone.
2) La Via Lattea: diametro di circa 100 000 anni luce. Le stime sul numero di stelle che la compongono sono varie e a volte controverse: secondo alcune fonti sarebbero circa 200 miliardi , mentre secondo altre potrebbero essere fino a 400 miliardi.
3) Il Gruppo locale: è il nome proprio dato al gruppo di galassie di cui fa parte la nostra galassia, la Via Lattea. Il Gruppo Locale comprende più di 80 galassie, per la maggior parte di piccole dimensioni, e il suo centro di massa si trova in un punto compreso fra la Via Lattea e la Galassia di Andromeda.
4) Il Superammasso locale: rappresenta l’insieme di ammassi del nostro universo vicino, quello che contiene il nostro Gruppo Locale e quindi la nostra Via Lattea.
5) Superammasso Laniakea: include un centinaio di migliaia di galassie, distribuite su 160 megaparsec, ovvero 520 milioni di anni luce. Ricordiamo che un parsec è definito come la distanza dalla Terra (o dal Sole) di una stella che ha una parallasse annua di 1 secondo d’arco, ossia che vede l’Unità Astronomica, ovvero la distanza Terra – Sole, come un secondo d’arco, cioè 3,26 anni luce, ossia 3,0856775814672×1013 km).
6) L’Universo osservabile. In pratica Il Superammasso Laniakea è meno di 1% dell’ universo conosciuto.
In tutto questo infinito bailamme cosmico non è certo agevole dire con esattezza dove siamo, Al centro? Alla periferia? In realtà la stessa idea di centro non ha molto senso dato che l’Universo, come detto, si espande in tutte le direzioni. Se proprio vogliamo fare un esempio, con tutte le limitazioni che esso implica, possiamo dire che ci siamo un puntino disegnato col pennarello sulla superficie di un palloncino che si sta gonfiando. La cosa che intuitivamente ci sfugge di più, però. È il fatto che qualsiasi punto nell’universo si trova nella stessa nostra situazione, anche se all’interno del palloncino!
Al momento le conoscenze cosmologiche non ci permettono di capire di più se non affidandoci alle equazioni della fisica. Esse già in un recente passato ci hanno permesso prima i teorizzare e poi di ‘vedere’ un buco nero, in futuro chissà, forse saremo in grado di vedere il cosiddetti ‘wormholes’, una sorta di tunnel in grado di connettere zone diverse dell’Universo permettendoci di spostarci a velocità superiore a quella della luce. Non è utopia, ma pura matematica: pensate a un foglio di carta su cui potete disegnare con la matita centinaia di puntini, ognuno dei quali rappresenta una galassia. Ebbene, giacché l’Universo non è piano ma curvo (altro concetto difficile, lo so) immaginate di piegare il foglio in modo che due punti lontani possano combaciare e quindi permetterci di passare da uno all’altro in un tempo molto minore che se dovessimo muoverci sul piano stesso.
Osservate ora il cerchietto evidenziato nella foto qui sotto:

se tutti gli scienziati e gli ingegneri del mondo costruissero la più veloce “astronave” che viaggiasse ininterrottamente per circa cinquecentomila anni senza fermarsi, non sarebbe ancora in grado di uscire dal cerchio, perché occorrerebbe una velocità di 100.000 chilometri al secondo; in ogni caso anche pensare una tale ipotesi in astronomia è sciocco perché questa approssimazione è impossibile.
L’immagine è un diagramma del nostro universo. Ogni punto in questa immagine è una galassia, o un ammasso o un superammasso. Ci sono 400 miliardi di stelle in questo cerchio, una delle quali è il nostro Sole. Quanto è grande questa zona? È così grande che la luce da un lato non può raggiungere l’altro lato. Se la luce proveniente da una stella a un’estremità di quest’area iniziasse a viaggiare in questo momento, ci vorrebbero circa un miliardo di anni luce per raggiungere l’altra estremità. E l‘intensità” di questa luce sarà così bassa che sarà difficile rilevarla, senza contare che la distanza sarà ancora aumentata grazie all’espansione dell’Universo.
La Via Lattea attraversa gli ammassi del Gruppo Locale a una velocità di 600 chilometri al secondo. Nessun veicolo spaziale può raggiungere questa velocità, perché è già una velocità incredibilmente alta. In effetti la nostra “galassia”, la Via Lattea, si sta muovendo verso la galassia vicina. Infatti nonostante l’espansione dell’Universo nel suo complesso, a livello locale valgono ancora le forze di attrazione newtoniane e le galassie di un gruppo o di un ammasso possono muoversi le une verso le altre.


Questa immagine è stata creata dopo molte ricerche. Fa parte del progetto Illustrates TNG. Che si fa dopo aver fatto un sacco di “calcoli”. Ciascuno degli ammassi e superammassi è rappresentato in questa “struttura”, e tutti sono in movimento. Ma la cosa più interessante è che 67 miliardi di pianeti Terra possono facilmente entrare in questo piccolo cerchio!

Sperando di non avervi confuso troppo le idee, mi scuso se c’è qualche imprecisione nella descrizione, ma ho volutamente semplificato per darvi almeno l’idea di dove siamo.
Chiunque abbia il coraggio di inoltrarsi in questo spazio affascinante per voler approfondire l’argomento può consultare le seguenti pagine web:

https://www.astronomiamo.it/DivulgazioneAstronomica/Area/Da%20Laniakea%20al%20Sistema%20Solare/Laniakea-Superammasso-Locale-e-Gruppo-Locale
https://www.astronomiamo.it/DivulgazioneAstronomica/Area/Galassie%20e%20loro%20insiemi/Insiemi-di-galassie-gruppi-ammassi-superammassi