Ecco uno “spiegone” che riguarda la grandezza dell’universo a cura del professor Amedeo Balbi dell’Università di Tor Vergata a Roma.
Quando Galileo guardò attraverso il cannocchiale per la prima volta, si accorse che c’erano molte più stelle di quelle che si potevano vedere a occhio nudo. Può sembrare una cosa ovvia, però nessun altro prima di lui aveva visto quelle stelle. Era come se quel cannocchiale gli avesse dato una sorta di superpotere. Questa semplice osservazione di Galileo aveva però una conseguenza straordinaria. Significava che nell’universo c’erano stelle più lontane di quelle che si potevano vedere a occhio nudo. Ergo, l’universo era molto più grande di quello che si era pensato fino a quel momento.
La grandezza dell’universo, spiegata
Misurare le distanze, in astronomia, è una delle cose più complicate in assoluto. Non è che possiamo andare a misurare fisicamente la distanza degli oggetti con un metro, quindi abbiamo trovato modi indiretti per misurare le distanze cosmiche. Nel secolo scorso si utilizzavano le cefeidi per capire a che distanza si trovavano molti oggetti cosmici rispetto a noi. All’epoca, con i telescopi più potenti si vedevano piccole macchie che di certo non erano stelle. Venivano chiamate nebulose a spirale, ma talmente lontane da apparire come piccole macchie sfocate. Fu Edwin Hubble a misurare per la prima volta la distanza di una di queste nebulose (la M31) nella costellazione di Andromeda. Per farlo utilizzò proprio la tecnica delle cefeidi. Egli capì che quella nebulosa non poteva in alcun modo far parte della nostra galassia e che era quindi esterna alla Via Lattea. Oggi la chiamiamo galassia di Andromeda e oggi sappiamo che si trova a circa 2 milioni e mezzo di anni luce da noi. In altre parole, la luce che ci arriva da quelle stelle ha viaggiato nell’universo per ben 2 milioni e mezzo di anni. È incredibile non solo che abbia viaggiato così tanto, ma anche che i nostri telescopi, oggi, riescano a catturare un’immagine così dettagliata che appena un secolo fa appariva come una macchiolina sfocata.
Più guardiamo lontano, più guardiamo indietro nel tempo
Un’altra cosa che abbiamo capito è che l’universo ha circa 13,8 miliardi di anni e che quando guardiamo lontano vediamo un universo sempre più giovane. Di conseguenza non possiamo vedere oggetti più vecchi di 13,8 miliardi di anni: la cosa più vecchia che possiamo osservare è la materia calda e diffusa che esisteva nelle prime fasi della sua storia. Siamo però riusciti a vedere la luce emessa da quella materia, circa 400mila anni dopo l’origine dell’universo. È la radiazione cosmica di fondo, la migliore prova che abbiamo sul fatto che l’universo in passato fosse molto diverso da come lo vediamo oggi e che c’è stato un Big Bang. Ma le galassie più lontane che possiamo osservare sono così lontane che la loro luce ha viaggiato per quasi tutta la storia dell’universo. Quindi la grandezza dell’universo che in effetti possiamo osservare è quella da cui ci arriva la luce partita circa 13,8 miliardi di anni fa. Attenzione, però: se la luce più lontana che possiamo osservare è partita 13,8 miliardi di anni fa, questo significa che anche il raggio dell’universo è di circa 28 miliardi di anni luce? In realtà no. In effetti l’universo è molto più grande di così. Il raggio della regione che possiamo osservare è di circa 46 miliardi di anni luce e il motivo è più semplice di quanto si pensi.
L’universo si espande
Se l’universo fosse statico, cioè se non ci fosse l’espansione, allora i punti più distanti che potremmo osservare si troverebbero a una distanza di 13,8 miliardi di anni luce. L’universo, però, non è statico, si espande. Quindi, in realtà, nel tempo che la luce impiega per raggiungerci da un punto lontano, quel punto si è già allontanato da noi e quindi oggi si trova a una distanza maggiore rispetto a dov’era quando quella luce è partita. Se teniamo conto di questo, la regione che possiamo osservare ha un raggio di 46 miliardi (e non 13,8) di anni luce. Ma perché proprio 46? Per rispondere dobbiamo fare un paio di calcoli usando la relatività generale e conoscere i parametri che descrivono l’universo. Ade esempio, quanta materia contiene, a che velocità si espande, etc. Il risultato è 46 miliardi di anni luce. Insomma, l’universo osservabile è davvero molto grande.
