La Grande Illusione: Cosmo “tranquillo ed immobile”

L’Universo è davvero “tranquillo, pacifico ed immobile” come sembra quando guardi il cielo stellato?

Scansione ad alta risoluzione dell’incisione di Gustave Doré che illustra il Canto II della Divina Commedia, Inferno, di Dante Alighieri. Didascalia: “Il cielo che si oscura della prima notte” – ingrandisci, enlarge

Sole e Luna ormai tutti lo vediamo, si muovono, ne abbiamo prova con albe e tramonti quotidiani. Anche la Terra si muove e concorre a quelle albe e quei tramonti, ma già qui averne percezione è arduo perché noi facciamo parte integrante del sistema e in realtà ci sembra” di star fermi, anche se non è assolutamente così (quando vedi il Sole tramontare rapidamente hai proprio la prova di quanto la Terra ruoti veloce).

31/07/2022, sequenza di tramonto a Oristano, crediti Lorenzo Busilacchiingrandisci, enlarge

Il cielo notturno invece? Il movimento è molto, troppo lento per coglierlo in pochi minuti; in realtà, se non sei una persona che già conosce il cielo stellato, te ne accorgi solo se stai per decine e decine di minuti ad osservarlo magari con qualche punto di riferimento terrestre, oppure senza riferimento servono anche ore, o fai test fotografici. Per il resto in effetti “sembra” fermo (anche se astronomi ed astrofili sanno benissimo come stanno le cose, ma qui mi rivolgo a coloro che non sanno o che sanno ancora troppo poco e sono seriamente curiosi).

Piani di Castelluccio, guardando verso Forca Canapine, credit Mario Pignottiingrandisci, enlarge

Che il cielo notturno sia fermo è una “Grande Illusione” inconsapevole: guardi un cielo stellato e pensi di “vedere” l’Universo così com’è, e che sia un luogo “tranquillo, pacifico ed immobile” esattamente come per il luogo da cui in quel momento stai guardando.

Siamo Polvere di Stelle, credit Leonor Ana Hernandezingrandisci, enlarge

In realtà non ti rendi conto che le cose non stanno assolutamente così, e con questo post provo a spiegartelo in 7 punti:

1°) il tuo sguardo è
SEMPRE filtrato e protetto
dall’atmosfera terrestre

Come vedi qui sotto nella schematica infografica, la Troposfera, segnato in azzurro, è lo strato atmosferico più basso (dalla superficie fino alle quote variabili di circa 8 km -poli- o 15 km – equatore-), quello “nel quale e grazie al quale” noi viviamo e che ci consente di respirare (cosa non proprio scontata): mano a mano che tu però sali di quota, dai circa 4-5 km in sù le cose si fanno sempre più difficili e pericolose fino a diventare critiche già a 7-8 km (problemi di respirazione per l’aria più rarefatta). I puntini azzurri segnalano densità sempre più rarefatta, pressione in calo oltre che temperatura che precipita. Non c’è da scherzare!

Guarda la spettacolare foto qui sotto, scattata dalla Base Spaziale Internazionale ISS, dove ti viene mostrato lo spessore degli strati atmosferici (se tu lo avessi perso, ti consiglio di dare uno sguardo al mio post sull’atmosfera terrestre, per ora ho migrato solo il primo ma in tutto sarebbero quattro). Tu vivi nella parte bassa, nel buio al momento dello scatto, la Terra, mentre in alto in blu-nero c’è lo spazio profondo. La prima fascia atmosferica che vedi, illuminata in giallo-arancione corrisponde alla Troposfera, che è lo strato di circa 15 km dove fortunate condizioni climatiche ci consentono di respirare tutti i giorni.

credit Nasa ISS (Base Spaziale Internazionale) – ingrandisci, enlarge

Sopra alla Troposfera c’è uno strato detto Stratosfera che arriva fino a 50 km, dove la rarefazione dei gas è notevolmente aumentata e le condizioni di pressione e temperatura sono decisamente molto diverse dallo strato in cui viviamo noi. Se ti ci trovassi, infatti, non riconosceresti più le condizioni in cui vivi normalmente. Per farti meglio capire, ti mostro per confronto due situazioni:

un lancio in tandem di paracadutismo sportivo da più di 4 km di quota: come vedi dal coraggioso cliente che sta sotto, non c’è neanche bisogno di coprirsi la testa, servono solo un paio di occhiali perché comunque si raggiungono i 200 km/h di velocità e non riusciresti a tenere gli occhi aperti (l’istruttore usa il casco per protocollo)

istruttore e coraggiosa partecipante in “lancio tandem” con Lanciati.it presso la scuola di paracadutismo VZONE S.S.D. a Vercelli (VC) – ingrandisci, enlarge

Ora invece l’incredibile cambio di scenario: siamo a 39 km di quota (10 volte più in alto!), una bella differenza, e per lanciarsi da qui non basta semplicemente una qualsiasi tuta e un paracadute: servono protezioni severe e particolari perché l’aria non è più respirabile per i nostri polmoni, la pressione si riduce di 1/10 ogni 20 km quindi serve tuta spaziale pressurizzata, e ci sono pericoli anche per le radiazioni solari e cosmiche che non sono più così schermate. Il solo fatto che non esiste più la resistenza dell’aria come la conosci lascerebbe come minimo sbalorditi: non respiri più e non c’è più attrito! Beh, ovviamente c’è poi anche l’aspetto “panorama”, non trascurabile (da quell’altezza la vedi eccome la curvatura terrestre)…

Felix Baumgartner si lancia dalla stratosfera 39 km, dove non c’è più l’aria come la conosciamo noi poiché l’aria è più rarefatta (video) – ingrandisci, enlarge

Al di sopra dei 50 km ci sono altri strati, Mesosfera, Termosfera-Ionosfera, Esosfera i quali complessivamente formano un guscio che tu non puoi vedere ma che avvolge il nostro pianeta fino ad una distanza di circa 1.000 km e oltre…

più di 1000 km invisibili

Via Lattea dall’Isola d’Elba, crediti Ally Scobieingrandisci, enlarge

… che filtrano tutto ciò che vedi in cielo e che mantengono condizioni che ti consentono di vivere e respirare sulla superficie terrestre senza morire congelato o arso, senza esplodere o implodere.

2°) la GRAVITÁ ti ha illuso fin dalla nascita
che questa sia la “normalità”…

… cioè questa che vivi quotidianamente, mentre non appena tu avessi la possibilità di superare i primi 20 km di quota scopriresti che NON è più così, anzi “là fuori” NON è per niente così! Questo è il momento e il luogo perfetto per riproporre questo straordinario esperimento che, confesso, ogni volta mi commuove come fosse la prima volta!

Perché il vuoto è tutto intorno a noi e alla nostra atmosfera, ma lo si può anche ricreare in situazioni particolari… guarda e spero con tutto il cuore che resterai a bocca aperta!

una palla da bowling (conosci bene quanto pesa…) e una piuma, nella nostra esperienza terrestre ben consolidata sappiamo perfettamente chi cade per prima e quanto velocemente; ma nel vuoto, che succede?!

L’astronauta David Scott
sulla Luna
nel luglio/agosto del 1971
conferma empiricamente l’intuizione di Galileo:

“nel vuoto i corpi cadono con la
STESSA ACCELERAZIONE COSTANTE”

Apollo 15, astronauta David Scott filmato dal collega James Irwin

43 anni dopo, sulla Terra, nel 2014 abbiamo la replica dell’esperimento nella più grande camera a vuoto del mondo, la “Space Power Facility”, nella sede NASA in Ohio, con una palla da bowling e una serie di piume:

se lasci “cadere” nel vuoto contemporaneamente una palla da bowling e delle piume, chi toccherà terra per prima?

credit BBC

Pianeta dove stai,
peso che sperimenti…

Di conseguenza nel nostro Sistema Solare, in base al pianeta o alla luna su cui tu avessi la possibilità di trovarti ipoteticamente, pur mantenendo costante la tua massa (restando in sostanza quel che sei, la materia che ti costituisce), il tuo peso subirebbe cambiamenti in base alla forza gravitazionale del corpo che ti ospita: a volte leggeri, a volte pesanti, altre volte meglio non pensarci… ne sa qualcosa la Tata Robotica:

  • 58,2 kg qui sulla Terra equivalgono a
  • 20,3 kg se fosse su Mercurio
  • 9,8 kg sulla Luna (abbiamo tutti visto come sembravano leggeri gli astronauti che saltellavano allegramente sul suolo lunare pieno di regolite)
  • 51,2 kg su Venere (ma non lo consiglio visto che imploderebbe e brucerebbe all’istante poverina, per pressioni e temperature micidiali)
  • 22,1 kg su Marte
  • 153,6 kg su Giove
  • 55,8 kg su Urano
  • 87,3 kg su Nettuno
Erica Amplo si pesa su una bilancia speciale che si trova presso il museo Explorium di Dublino: 58,2 kg qui sulla Terra e i pesi corrispettivi nel Sistema Solare, credit “La Tata Robotica

3°) Il VUOTO
questo autentico sconosciuto!

Nel vuoto,
senza un qualche appiglio,
il tuo ultimo movimento dura all’infinito
(finché non incontri un ostacolo):
dimentica gli spostamenti nello spazio tanto familiari e scontati!
Come dice la freccia,
“Solo una direzione forever, per sempre”

Ma non finisce qui…
nel Vuoto, senza un appiglio,
a causa della legge di azione e reazione
non riuscirai a fare il gesto che intendevi fare
perché verrai spinto nella direzione opposta
rassegnati…

Così succede che là fuori, nello spazio cosmico, oltre a stelle e pianeti e lune e tanto altro che sai che c’è (e nella tua mente in qualche modo sono “giustificati”), trovi anche degli oggetti di dimensioni più “ridotte” che però fanno quasi più impressione per come si muovono:

sassi… massi… colline rocciose e/o metalliche…
intere montagne
rotolano galleggiando
sfrecciando
a velocità assurde nel buio
in questo grande sconosciuto che per te è davvero difficile comprendere ed immaginare:
il VUOTO

Questa animazione mostra la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko a partire da dati reali ottenuti nel corso della missione Rosetta dell’ESA – Credits ESO/M. Kornmesser, ESA/Rosetta

Grazie alle missioni delle sonde, sei A BORDO di asteroidi e comete, renditi conto! A me fanno impressione queste foto!

L’asteroide Ryugu di 900 metri di diametro che “rotola” nel buio del vuoto cosmico, fotografato dalla sonda giapponese Hayabusa 2 quando si trovava a 300 milioni di km dalla Terra, il 3/10/2018, mentre il piccolo lander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) raccoglie campioni sulla superficie.

Credit: JAXA Hayabusa 2ingrandisci, enlarge

La sonda Rosetta dell’ESA fu lanciata nel 2004 e dopo aver percorso circa 8 miliardi di km (come da qui ad oltre Plutone) orbitando per 3 volte attorno alla Terra e una volta attorno a Marte, alla fine ha terminato la sua lunga missione sganciando nel novembre del 2014 il lander Philae sulla superficie della cometa 67P-Churyumov-Gerasimenko (3,5 km x 4 km). L’agganciamento con arpioni non è andato come previsto, Philae ha rimbalzato varie volte prima di terminare la missione e spegnersi del tutto, ma prima è riuscito a mandare delle foto a Terra.

Novembre 2014, cometa 67P-Churyumov-Gerasimenko, credit ESA / Rosetta / Philae / CIVA / Mattias Malmeringrandisci, enlarge

L’autore Mattias Malmer ha elaborato la stessa foto, operando su profondità, colore, contrasti e bordi: anche se ad alcuni questa versione non piace (forse perché si perde il “senso” dello spazio e sembra fatta nelle profondità oceaniche), puoi tuttavia qui apprezzare meglio la conformazione della cometa più in lontananza.

Ripeto, non so se ti rendi conto che stai viaggiando sulla cometa che sfreccia rotolando nel vuoto!

Novembre 2014, cometa 67P-Churyumov-Gerasimenko, credit ESA / Rosetta / Philae / CIVA / Mattias Malmeringrandisci, enlarge

A questo link altre foto mozzafiato durante l’avvicinamento di Rosetta, ti consiglio di farci una visita, sono incredibili.

4°) “Tranquillità, pace ed immobilità”
del cielo notturno…

… che sembri percepire quando guardi le stelle sono una grandissima illusione assolutamente fuorviante, perché, fatta eccezione per le zone dove non c’è niente, il cosiddetto “vuoto”, là fuori regna un “gran caos!“ Tuttavia, non fraintendermi, non voglio dire che dappertutto avvengono eventi catastrofici e di potenza inaudita, non è così!

Nello sconfinato Universo, nel “mezzo interstellare” ci sono regioni di spazio immense (che neanche in centinaia di vite riusciresti ad attraversare) dove regna “apparentemente” la calma, non succede nulla, sembra il vuoto assoluto!

La realtà tuttavia è diversa:
sappi che anche dove c’è il “nulla”, il “vuoto”, in realtà vi sono particelle in transito a varia velocità, cariche elettriche, magnetismo, tensioni potenziali latenti pronte ad interagire alla prima occasione, che prima o poi arriva…

Il vuoto è infatti magnetico, oltretutto tremendamente freddo, e la pressione “killer” perché in grado di ucciderti in poche decine di secondi, ma questo lo vedrai meglio nel post dedicato.

Trovarsi nel vuoto cosmico NON É come guardare le stelle in una notte serena sulla Terra: oltre a tutte le catastrofiche conseguenze fisiche dell’eventuale esposizione, in definitiva ti trovi in un micidiale stato sospeso carico dove tutti i tuoi riferimenti non esistono più:
non c’è più aria respirabile
né la libertà di movimento e spostamento a te tanto cari
non hai più peso, galleggi (caduta libera)
non esiste più un “sotto” o un “sopra”
– non esistono suoni (rarefazione estrema)
temperature cinetiche estreme
pressione killer
il tuo corpo lentamente deperisce se non intervieni
è pieno di radiazioni letali
– costante minaccia di micro-impatti letali e devastanti

astronauta Parmitano in Attività Extra Veicolare EVA; fotomontaggio dell’illustrazione di un atomo – protoni con intorno elettroni – sulla visiera protettiva del casco, a significare il pericolo di radiazioni particellari nello spazio, elaborazione fotografica di Tiziana “Tirtha” Giammettaingrandisci, enlarge

5°) Tutto “là fuori” è
in movimento e in evoluzione

…ma così inconcepibilmente esteso e vasto che non ti rendi conto di niente!

Forze costantemente tendono ad avere la meglio, proprio come in una speciale partita di biliardo caotica che però non ha mai fine e il cui movimento iniziale impresso dalla “spaccata” non si è esaurito nel colpo, anzi ad ogni nuovo scontro possono generarsi nuove forze e dar vita a nuove palle ed agglomerati ed ammassi in espansione all’infinito in tutte le direzioni…

elaborazione fotografica di Tiziana “Tirtha” Giammetta, che ringrazio sempre per l’aiuto prezioso

6°) DISTANZE assurde:
Incommensurabili
– Inconcepibili
– Inimmaginabili
– Sconvolgenti

che annullano la percezione di movimento

Ti domanderai spesso anche come mai ti sembra tutto assolutamente immobile! È semplice nella sua complessità: le distanze cosmiche, per le quali non saremo mai preparati (a meno che tu non sia un’astronomo ben allenato coi numeri), ANNULLANO la tua percezione del movimento.

150 milioni di km detti così non sembrano dire molto, ma se pensi che la luce del Sole (la stella più vicina a noi), pur viaggiando all’incredibile velocità di circa 300.000 km al secondo, impiega lunghissimi 8 minuti per arrivare fino a noi, un’idea forse riesci a fartela!

Se ci pensi, quando guardi una nave vicina che sta navigando a pieno regime e va veloce, la vedi chiaramente spostarsi in mare; ma se quella nave la sposti ai confini dell’orizzonte, a decine e decine di km di distanza, sembrerà invece praticamente ferma, è così che funziona. Prova ora a proiettare quelle decine di km per migliaia, milioni e miliardi di volte e comincerai a capire…

7°) Velocità davvero assurde
che non puoi percepire facendo parte del sistema
“Siamo tutti flash”

Che tu ci creda o no (ma attenzione, non è questione di fede, sono calcoli matematici!), tutti noi abitanti di questo pianeta sfrecciamo nel vuoto a queste velocità, pur non avendone alcuna percezione poiché facciamo parte integrante del sistema:

Flash de “Gli Incredibili”

da 830 a 1650 km/h

per la rotazione della Terra su se stessa, a seconda della latitudine in cui ti trovi

circa 108000 km/h

per la rivoluzione della Terra attorno al Sole (30 km/s)

media di 792000 km/h

per il lentissimo e completo giro di Terra e Sistema Solare attorno al centro della Via Lattea, un giro lungo tra 220 e 250 milioni di anni (220 km/s, da 208 a 237 km/s, a seconda che la Terra sia nella stessa direzione od opposta alla galassia)

Questi 7 punti per dirti cosa?

navighiamo nel vuoto su questa enorme astronave a forma di palla ellittica perché un po’ schiacciata ai poli, roteando e sfrecciando velocissimi, ma essendo parte di questo enorme corpo (12740 km di diametro e 40000 di circonferenza) ed essendo separati e protetti dal vuoto grazie a questa bolla o copertina chiamata atmosfera, non ci rendiamo conto né delle incredibili velocità né di cosa significa attraversare quel vuoto!

fotomontaggio di Tiziana “Tirtha” Giammetta, che ringrazio sempre per l’aiuto prezioso

In sostanza Madre Terra ci culla, ci vizia, e da buona madre ci protegge perché sa bene che là fuori saremmo morti in poche decine di secondi senza protezioni!

Grazie Terra!

Sono parte di questa mini Serie anche due post di ringraziamento astronomico per il pianeta che ci consente di respirare e vivere ogni giorno in questo Universo, un post sul “Vuoto”, per conoscerlo meglio e per capire quanto sia estraneo al nostro vissuto quotidiano, due sulla Tuta spaziale, costosissima e complessa opera di ingegneria spaziale che serve per vivere e lavorare in questo vuoto, e infine un altro sulle rapidissime e drammatiche conseguenze dell’esposizione senza tuta a questo spietato killer.

Altri capitoli di questa Serie sul Vuoto:

Crediti:

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