Astronomia, spazio e tempo

La Terra è il nostro mondo. L’unico. Lo spazio, al contrario, è un mondo ostile. Per poterlo esplorare siamo costretti a costruire veicoli molto diversi rispetto a quelli che usiamo sulla Terra e per poterci andare di persona dobbiamo ricreare nel veicolo un ambiente artificiale che protegga il nostro equilibrio fisiologico e la nostra stessa vita. Ma la sfida dell’esplorazione spaziale è proprio questa: superare i limiti, conoscitivi e tecnologici, per arrivare sempre più lontano. Paolo Ferri, per anni a capo del dipartimento di operazioni spaziali dell’Agenzia spaziale europea, rivela non solo cosa si fa nello spazio, ma come lo si fa. Attraverso le missioni di ieri e di oggi racconta cosa si intende per volo spaziale – i satelliti artificiali, le capsule, le piattaforme, i sistemi di sopravvivenza degli astronauti, i sistemi di lancio – ma anche i retroscena, le difficoltà, i vicoli ciechi e i successi imprevisti. Il risultato è un’avventura irripetibile ai confini del cosmo, e una riflessione su potenzialità e limiti della conoscenza scientifica.

Il nostro rapporto con la Luna è sempre stato sospeso tra scienza e leggenda; gli antichi da un lato intuivano e studiavano il suo ruolo all’interno di fenomeni terrestri come le maree e, dall'altro, si lasciavano sedurre immaginando i suoi influssi magici e le creature fantastiche che la abitavano. E ancora oggi, malgrado i potentissimi telescopi e le missioni spaziali, a chi non è capitato di indulgere in fantasticherie osservando la Luna splendere di luce riflessa nel buio della notte? “La Luna” ci accompagna in un viaggio tra i miti, che dalle origini dell’umanità ha ispirato l’astro più vicino al nostro pianeta, e le conquiste scientifiche che nel corso degli ultimi sessant’anni ci hanno permesso di esplorarlo e conoscerlo più a fondo. Un viaggio che parte dagli antichi Egizi e, passando tra suggestioni astrologiche, arte, letteratura e cinema arriva ai robot che oggi portano avanti la ricerca spaziale; un itinerario da percorrere accompagnati dalle mappe originali elaborate in preparazione della missione Apollo del 1969.

Il prepotente ingresso degli imprenditori privati nel mondo dello spazio ha moltiplicato il numero di servizi forniti da strumenti in orbita, facendo crescere in modo tumultuoso la Space Economy. Le orbite si stanno riempiendo in modo preoccupante e siamo solo all’inizio della proliferazione delle mega costellazioni nate per fornire connessione internet a livello planetario. Non esistono leggi per la gestione del numero dei satelliti in orbita che stanno crescendo a un ritmo così vertiginoso da fare temere veri e propri ingorghi orbitali che potrebbero essere causa di catastrofiche collisioni. Occorre estendere allo spazio che ci circonda, ma anche agli altri corpi del sistema solare, il concetto di utilizzo sostenibile per non ripetere gli stessi errori che abbiamo fatto nella gestione del nostro pianeta. Guardando più lontano, alla Luna e a Marte, gli insediamenti umani dovranno rispettare l’ecosistema dei corpi celesti. Particolare attenzione deve essere rivolta ai rischi di inquinamento biologico. Gli esploratori (sia umani sia robotici) rischiano infatti di trasportare materiale terrestre. Allo stesso modo, la nostra gestione dei campioni extraterrestri richiede laboratori attrezzati e sorveglianza continua. La coscienza ecologica è nata anche grazie alle immagini della Terra dallo spazio. Così abbiamo scoperto la bellezza, ma anche la fragilità del nostro pianeta; adesso è tempo di pensare a una nuova ecologia spaziale.

I detrattori della ricerca astronomica, quelli che urlano a gran voce: "I soldi sarebbe meglio impiegarli in altro modo!" dovranno in parte ricredersi se saranno disposti a immergersi in queste pagine. Non è raro, infatti, che lo sviluppo tecnologico in una data scienza porti progressi significativi in altri settori, uno su tutti la medicina: è il caso delle tecniche di elaborazione delle immagini astronomiche utilizzate per affinare le prime immagini del telescopio spaziale Hubble, che si sono anche rivelate efficaci nell'identificare le microcalcificazioni in mammografie. Un grande traguardo per la prevenzione! Ma la salute non è la sola area che gode dei benefici della ricerca spaziale. In generale, nella vita di tutti i giorni, ognuno di noi usufruisce dei suoi risultati senza rendersene davvero conto: dagli strumenti senza fili alla possibilità di guardare le serie tv dal divano di casa, dall'utilizzo dei pannelli solari alla nascita degli spettrometri che, tra le altre cose, vengono usati per garantire la sicurezza degli aeroporti, la lista è immensa! In questo libro, gli autori ci mettono davanti all'importanza della ricerca come una missione e un'aspirazione che ha sempre effetti positivi sulla vita di tutti e di tutti i giorni, anche quando lo sguardo sembra ostinatamente puntato alle stelle. Prefazione di Giovanni Covone.

Quanti sanno veramente perché il cielo di giorno è azzurro e di notte è nero? O anche perché la Terra gira, o perché in montagna fa più freddo che al mare? Ogni domanda è un pretesto per far riflettere su ciò che abbiamo sempre dato per scontato ma che scontato non è, per guardare ai fenomeni quotidiani con un occhio diverso, più attento e consapevole. Le risposte sono pensate per un pubblico adulto che ha mantenuto la curiosità dei bambini e vuole soddisfarla in modo serio e maturo. Dalla Terra a stelle e pianeti, con un progressivo zoom dalle questioni più umane e terrestri a quelle più grandi sull’Universo e i massimi sistemi della realtà.

"L’universo che sussurra" ci spinge a confrontarci attraverso la scienza con la domanda che ha da sempre attanagliato scrittori e artisti, astronomi e persone comuni: siamo soli nel cosmo? Un viaggio nei meandri dell’astrobiologia fino al limite del possibile, guidati dalle voci e dalle storie di chi ogni giorno scruta il cielo in cerca di qualcosa in più di un silenzioso buio. Quando ci si addentra nella struttura dell’universo e ci si perde tra le sue meraviglie, gridare al prodigio è inevitabile. Pensiamo all’infinità di stelle e satelliti, alla diversità degli esseri che popolano il nostro pianeta, al perfetto meccanismo del DNA che regola miliardi di cellule. Non è un caso che di fronte a tutto ciò alcuni studiosi abbiano deciso di concentrare la loro attenzione proprio sullo spazio profondo e sulle potenziali tracce di entità extraterrestri. In queste pagine Sabrina Mugnos ci racconta dei suoi incontri con questi scienziati e ricercatori che indagano l’esistenza di «altre» forme di vita: dalle pionieristiche osservazioni dell’astronomo Frank Drake allo stupefacente segnale «Wow!» captato da Jerry R. Ehman; da chi studia i misteriosi Riftia pachyptila negli abissi oceanici a chi analizza gli esopianeti di Proxima Centauri; dalla Stazione radioastronomica di Medicina all’imponente Sardinia Radio Telescope di San Basilio, in provincia di Cagliari. Un’avventura nel regno del possibile che è anche un invito allo stupore: a tornare ad alzare lo sguardo al cielo e oltre; a sfidare i limiti che ci circondano, in questa porzione di galassia che abitiamo.

In questo libro, Jacob D. Bekenstein ci racconta una delle storie più affascinanti della fisica, quella dello studio dei buchi neri, che ha lo ha visto protagonista insieme al gruppo di John Wheeler. Dalle ipotesi di Wheeler alla sua stessa scoperta della termodinamica dei buchi neri, insieme a Stephen Hawking, Bekenstein descrive qui tutte le successive ramificazioni della teoria. Il paradosso dell’informazione, il principio olografico, la gravità sono solo alcune delle molte avventure della ricerca che ha testimoniato in prima persona e che ne fanno uno degli indiscussi protagonisti della storia della fisica.

“Poco prima della sua morte, Hawking mi disse che era tempo di scrivere un nuovo libro. È quello che avete tra le mani.” Com’è stato possibile che le leggi cosmiche abbiano plasmato un universo dotato proprio delle caratteristiche necessarie per lo sviluppo della vita come la conosciamo? È questo l’interrogativo posto dal cosiddetto «principio antropico», forse la domanda più impegnativa a cui Stephen Hawking ha cercato di rispondere, lavorando per più di vent’anni con il suo collaboratore più stretto – Thomas Hertog – alla definizione di una nuova teoria del cosmo capace di offrire una risposta. Oggi Thomas Hertog è pronto a condividere con noi il risultato di tali ricerche, grazie alle quali lui e Hawking hanno individuato un livello di evoluzione cosmologica più profondo, in cui le stesse leggi fisiche si trasformano. Una scoperta che li ha portati a un’idea rivoluzionaria: quelle leggi non sono scolpite nella pietra, ma sono nate e si sono sviluppate assieme all’universo cui stavano dando forma. Sull’origine del tempo ci offre una visione nuova e sorprendente della nascita dell’universo, capace di incidere nel profondo sul modo in cui pensiamo al nostro posto nel cosmo, e che potrebbe rivelarsi la più grande eredità scientifica lasciataci da Hawking.

Un libro che, con dovizia di particolari e rigore scientifico, racconta tutto quello che sappiamo sui giganti ghiacciati Urano e Nettuno, mondi tanto misteriosi quanto affascinanti, situati nella gelida oscurità ai confini del Sistema Solare. Nel nostro Grand Tour planetario, seguiremo le orme delle sonde Voyager della NASA, protagoniste della missione di esplorazione spaziale più amata di sempre, l’unica finora ad aver raggiunto i pianeti ai limiti del Sistema Solare. Scopriremo poi le loro lune, corpi incredibili con croste di ghiaccio e intricate strutture criovulcaniche, oceani profondi e persino possibili luoghi abitabili. E proprio per cercare forme di vita su questi mondi estremi avremmo bisogno di saperne di più, perché svelando i loro segreti potremo capire meglio anche le nostre origini. Prefazione di Piero Bianucci.

Di tutte le storie che ci vengono raccontate, quelle che parlano delle nostre origini toccano le corde più profonde. Le scoperte della scienza hanno riscritto la storia del cosmo e la nostra stessa visione del mondo: dai nuovi studi sul Big Bang all'identificazione degli esopianeti, dagli interrogativi sugli universi paralleli alla formazione delle stelle, ogni passo in avanti ci ha rivelato che viviamo su un minuscolo granello cosmico di polvere, in orbita intorno a una stella dell'estrema periferia di una galassia comune, tra gli altri cento miliardi di galassie. Negli ultimi anni, raccontano gli autori, le risposte agli interrogativi sulle nostre origini cosmiche non sono arrivate solo dall'astrofisica. Alla domanda "da dove veniamo?" hanno provato a rispondere anche chimici, biologi e fisici delle particelle, e questo ha dato alla ricerca sulla natura dell'universo un'ampiezza e una profondità altrimenti impensabili. "L'esplorazione del cosmo non rivela solo la maestosità dell'universo, ma anche la nostra storia e il ruolo che in questa storia ci è stato assegnato."

Nel cuore della Via Lattea c’è un buco nero supermassiccio con una massa 4 milioni di volte maggiore di quella del nostro Sole. Un luogo dove spazio e tempo sono talmente deformati che la luce resta intrappolata se si avvicina a meno di 12 milioni di chilometri. Secondo Einstein, lì si trova la fine del tempo. Secondo la fisica del XXI secolo, la realtà potrebbe essere molto più bizzarra. I buchi neri si trovano dove una volta brillavano le stelle più massicce e al limite della nostra attuale capacità di comprendere. Sono oggetti di origine naturale, inevitabili creazioni della gravità quando troppa materia collassa in uno spazio insufficiente. Eppure, anche se le leggi di natura li predicono, non riescono a descriverli completamente. I buchi neri sono luoghi nello spazio e nel tempo in cui le leggi gravitazionali, la fisica quantistica e la termodinamica entrano in collisione. Dopo averli originariamente considerati così inquietanti da concepire tanto da negarne semplicemente l’esistenza, solo negli ultimi anni abbiamo incominciato a intravedere una nuova sintesi. Una profonda connessione tra gravità e teoria dell’informazione quantistica descrive un universo olografico in cui spazio e tempo emergono da una rete di bit quantistici e cunicoli di tarlo si estendono nel vuoto. In questo libro rivoluzionario i professori Brian Cox e Jeff Forshaw portano il lettore all’ultimo stadio della nostra comprensione dei buchi neri: un viaggio scientifico alle frontiere della ricerca attraverso un secolo di fisica, da Einstein a Hawking e oltre, fino alla sorprendente conclusione che il nostro mondo potrebbe funzionare come un gigantesco computer quantistico.