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 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.

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.

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.

Una guida all'esplorazione del cielo e alle scoperte dei nuovi potentissimi telescopi, che hanno rivelato un universo molto differente da quello cui eravamo abituati. L'astronomia per millenni si è avvalsa per l'osservazione del cielo dell'occhio umano. Ma gli astri non si limitano a emettere luce visibile: producono e irraggiano anche altri tipi di luce, dalle onde radio ai raggi gamma. L'autore mostra qui un cosmo molto più energetico, violento, variabile, imprevedibile, con le stelle di neutroni, che racchiudono in una sfera di 10 km di raggio una massa superiore a quella del Sole oppure, attraverso i raggi infrarossi, la nascita di una stella e la formazione di un pianeta. Una guida all'esplorazione del cielo e alle scoperte grazie ai nuovi potentissimi telescopi, che hanno rivelato le regioni più lontane, all'inizio del tempo, dove vivono le pulsar e i buchi neri o regioni dove nascono centinaia di nuove stelle.

Giordano Bruno, Galileo, Huygens: è dalle loro storie che comincia il viaggio cosmico di Frank Westerman. Ogni volta che uno scienziato ha puntato il suo telescopio verso il cielo, l'universo si è allargato e gli esseri umani si sono scoperti più piccoli. Se non siamo al centro dell'universo, chi siamo? Una domanda che porta l'autore ai quattro angoli del globo, sulle tracce di chi il cosmo lo ha studiato o visitato di persona: in India, patria di un programma spaziale avveniristico, in Kazakistan, da cui partirono gli Sputnik, per poi tornare nei Paesi Bassi, dove per la prima volta è stato fotografato un buco nero. Con il conforto della scienza, l'umanità che oggi si affaccia sullo spazio parla di cooperazione e pace: così la stazione spaziale internazionale ha ospitato astronauti da tutto il mondo, e con le sonde Voyager è stato mandato nel cosmo un disco con la musica di Mozart, nella speranza che un alieno sia in grado di ascoltare, un giorno, di cosa siamo capaci. Eppure, quando l'uomo mosse i primi passi fuori dall'orbita terrestre, in piena Guerra fredda, il nostro piccolo pianeta era sull'orlo dell'armageddon nucleare, e nei Paesi Bassi uno dei radiotelescopi più potenti del mondo sorge sulle macerie di un campo di prigionia nazista. Dobbiamo aspettarci che presto ogni nazione rivendichi per sé un pezzetto di cielo? Con un fiuto infallibile che dalle storie più piccole lo porta a interrogarsi sui grandi temi del presente, Frank Westerman esplora i sogni e le contraddizioni della cosmonautica, cercando di capire se è vero che tra le stelle vorremmo trovare un mondo migliore, ma soprattutto se saremo in grado di costruirlo.

Il libro ripercorre la storia delle missioni marziane, spiegando perché Marte, pur essendo un pianeta relativamente vicino e simile alla Terra, rappresenti un obiettivo così ostico, al punto da far fallire la metà delle missioni che lo hanno affrontato. Tutto è raccontato dal punto di vista dell'autore, che ha vissuto in prima persona le missioni europee verso Marte. Non mancano dunque gli aneddoti privati, attraverso i quali il lettore rivive le emozioni, i successi e i fallimenti sperimentati da Ferri e dai suoi collaboratori nelle sale controllo sulla Terra. Il libro si chiude con uno sguardo al futuro, alle missioni verso Marte già pianificate per i prossimi anni, e al sogno di inviare un giorno, magari entro pochi decenni, i primi esseri umani sulla superficie del Pianeta rosso.