Amedeo Balbi, Il buio oltre le stelle, 2010

il problema della natura delle nebulose a spirale. Poco

per sempre la questione delle nebulose. ¶ Il problema era

volta celeste: la determinazione delle distanze. Quanto erano lontane

buona precisione, la distanza delle nebulose a spirale restava

telescopio Hooker verso una delle nebulose più visibili (è

gli comunicava i risultati delle sue osservazioni, Shapley commentò

di miliardi. La sfera delle stelle fisse si è

che la maggior parte delle persone risolve con un

vederlo fermarsi. ¶ Nella lista delle domande ingannevolmente banali che

buio perché il numero delle stelle nell’universo è

all’interno della sfera delle stelle fisse; al di

ruolo speciale nell’ordine delle cose. La formulazione della

corpi celesti dal giogo delle sfere cristalline, le stelle

blocca completamente la luce delle stelle sullo sfondo. Questo

non funzionava. La luce delle stelle di tutto l

ha portato alla soluzione delle questioni ultime. Pur riconoscendo

paradosso: «Se la successione delle stelle fosse infinita, lo

in eterno, la luce delle stelle ha avuto a

vagamente irriguardoso nei confronti delle autorità religiose, dall’altro

da chiarire la natura delle nebulose ma, come abbiamo

investigare la composizione chimica delle stelle». ¶ Purtroppo per Comte

per studiare la composizione delle stelle. ¶ Per la nostra

una galassia, lo spostamento delle righe spettrali può essere

spettro. ¶ Lo spostamento Doppler delle righe spettrali iniziò ad

spostamento verso il rosso) delle galassie. ¶ Il fatto rimase

galassia (dedotta dallo spostamento delle righe spettrali), e sull

apparente moto di fuga delle galassie poteva sembrare sulle

centro di una fuga delle altre galassie. ¶ La cosa

nel tempo il moto delle galassie, si arrivava alla

il moto di fuga delle galassie. Non erano le

tra velocità e distanza delle galassie osservata da Hubble

il rosso la luce delle galassie, e il redshift

anni successivi, l’esistenza delle onde elettromagnetiche e la

massa, i fotoni, ognuna delle quali trasportava una precisa

che l’agitazione termica delle cariche si traduce in

classica e della riformulazione delle leggi di natura nello

punteggiato dalle minuscole luci delle stelle, dalle deboli e

deboli e indistinte nebulosità delle galassie; le lastre fotografiche

per la nascente tecnologia delle radiotrasmissioni, e i laboratori

cruciale per lo sviluppo delle comunicazioni a distanza: capire

periodo del moto apparente delle stelle. (I due periodi

celesti. ¶ Aumentando la risoluzione delle osservazioni radio, si scoprì

certo punto l’osservazione delle onde radio di origine

sorgente visibile. Il più delle volte si trovava un

che tanto nel cuore delle radiogalassie quanto nei quasar

organismo. Analogamente, gran parte delle radiazioni di alta energia

ovviamente, e buona parte delle onde radio. Ma, oltre

praticamente ciechi al resto delle informazioni, potenzialmente interessanti, che

esplosioni nucleari, e ciascuna delle due superpotenze dell’epoca

una spiegazione all’esistenza delle sorgenti X, fu chiaro

Da allora, lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche provenienti dallo

ha mostrato la formazione delle stelle e dei sistemi

sistemi planetari, così come delle prime galassie, talmente lontane

filtrano attraverso le foglie delle piante di fronte, creando

una rivoluzione nel settore delle telecomunicazioni. Comunicare in tempo

mente di effettuare. Una delle caratteristiche interessanti dell’apparato

stabilire il “livello zero” delle osservazioni. ¶ Penzias e Wilson

casuale, vennero a sapere delle ricerche di un gruppo

probabilmente regalato loro una delle scoperte scientifiche più importanti

e in ogni momento, delle fasi immediatamente successive all

a intuire le potenzialità delle osservazioni di onde radio

lo studio degli spettri delle molecole di cianogeno (formate

energetica verso la banda delle microonde nello spettro elettromagnetico

universo primordiale. ¶ Un’altra delle cose che i cosmologi

del segnale. ¶ La scoperta delle fluttuazioni primordiali nella distribuzione

dell’universo primordiale. Una delle cose più straordinarie che

ampiezza e la frequenza delle varie onde e farci

del lago, la trama delle onde sonore presenti nell

universo. In effetti, molte delle galassie nell’Hubble Deep

aspetto diverso da quello delle galassie odierne: hanno forme

osservabile?) ¶ Osservando nella banda delle microonde ci scontriamo poi

traccia diretta dell’evoluzione delle strutture cosmiche è andare

porta impresse le tracce delle zone più dense (e

hanno portato alla formazione delle galassie e delle altre

formazione delle galassie e delle altre strutture cosmiche che

Il processo di formazione delle prime galassie andò avanti

innumerevoli stelle. ¶ La nascita delle prime stelle e galassie

si annidavano nel cuore delle prime galassie. La radiazione

sull’epoca della formazione delle prime stelle e galassie

suo spin (una proprietà delle particelle elementari che potremmo

a quella della ricostruzione delle fluttuazioni di temperatura del

Quando ricostruiamo la struttura delle increspature presenti nell’universo

appena nato. Dalla composizione delle onde sonore che vibravano

deboli con la materia. Delle quattro forze note in

ancora una rivelazione diretta delle onde gravitazionali, è un

aver risentito del passaggio delle onde gravitazionali primordiali. Quello

di più l’orizzonte delle loro osservazioni. ¶ Parte II

un triangolo. ¶ Nel corso delle sue misure topografiche, Gauss

Riemann spinse la trattazione delle geometrie non-euclidee a

semplicemente come un’alterazione delle proprietà dello spazio (o

stabilendo così la geometria delle traiettorie, i “binari” lungo

così che la luce delle stelle lontane, passandole radente

di usare la distribuzione delle galassie nell’universo come

tempo, e la densità delle galassie cambia. Inoltre, le

imbattibile: la dimensione tipica delle zone più fredde e

per ricostruire la trama delle macchie calde e fredde

e la dimensione caratteristica delle macchie sulla fotosfera cosmica

segnalava la scarsa naturalezza delle condizioni da cui era

inseriva facilmente nel contesto delle teorie fisiche più moderne

Verrier annunciò all’Accademia delle Scienze di Parigi di

di Vulcano all’Accademia delle Scienze di Parigi. Da

come da minuziose analisi delle osservazioni essi abbiano imparato

combaciano con le previsioni delle teorie, è possibile che

fisico basandosi su misure delle velocità e delle traiettorie

misure delle velocità e delle traiettorie dei corpi che

di applicare questo trucco delle velocità a un sistema

solito metodo dello spostamento delle righe spettrali dovuto all

del sistema, le velocità delle galassie erano troppo alte

le osservazioni del redshift delle galassie aveva ideato una

effetto è reale, una delle conseguenze della teoria di

per spiegare il redshift delle galassie. Alle sensate critiche

stella centrale. Il comportamento delle orbite planetarie, secondo il

molto diverso da quello delle orbite planetarie. La velocità

le anomalie nella rotazione delle galassie a spirale. La

il problema della velocità delle galassie negli ammassi, segnalato

un modello al calcolatore delle galassie a spirale, ma

tempo sotto l’influsso delle perturbazioni gravitazionali inevitabilmente presenti

nel sistema. L’esistenza delle galassie a spirale (compresa

immaginare che il disco delle galassie fosse incastonato all

estesi della parte visibile delle galassie – avrebbero fornito il

per spiegare le anomalie delle curve di rotazione. Come

per spiegare le osservazioni delle curve di rotazione delle

delle curve di rotazione delle galassie a spirale. Fu

per spiegare le osservazioni delle curve di rotazione. Se

e con l’aumentare delle osservazioni. Sembrava che, ovunque

queste cosiddette velocità peculiari delle galassie, non attribuibili alla

convergere il moto peculiare delle galassie non sembrava esserci

gli astronomi della validità delle osservazioni di Rubin e

si ampliava la scala delle osservazioni. Non ce n

di quella visibile. ¶ Una delle conquiste dell’astronomia dei

piuttosto che niente ¶ Una delle domande più comuni nella

per spiegare la composizione delle cose oltremondane, categoria nella

La motivazione non era delle più nobili. Aiutandosi con

introdotta dal titolo Tabella delle sostanze semplici appartenenti a

i nuclei all’interno delle stelle potesse essere la

Analizzando la complessa natura delle reazioni nucleari possibili all

agevolmente cucinati all’interno delle stelle. (Gli elementi più

reazioni nucleari all’interno delle stelle erano troppo lente

esaurire completamente. La misura delle abbondanze di questi nuclei

viene sintetizzato all’interno delle stelle. Al contrario, esso

deuterio. Ma l’efficienza delle reazioni di produzione dell

spiegare tutte le osservazioni delle velocità degli oggetti nei

galattiche o la velocità delle galassie negli ammassi. ¶ Qualcuno

una volta, le osservazioni delle fluttuazioni di temperatura nel

ben visibili nel disegno delle macchie calde e fredde

di nuove. La cancellazione delle coppie particella-antiparticella produsse

di strano. ¶ La cancellazione delle coppie deve essere stata

tentare di riconoscere quale delle due è la persona

di invertire il segno delle cariche di tutte le

in cui le cariche delle particelle erano state invertite

invertite insieme alle direzioni delle coordinate spaziali. Tuttavia, negli

alla conclusione che una delle condizioni che avrebbero potuto

fosse la simultanea violazione delle simmetrie C e CP

luce spinge al massimo delle loro possibilità gli strumenti

Lo zoo dei fisici delle particelle è molto vasto

genere iniziano dalla cerchia delle conoscenze della vittima. Così

sistematizzava brillantemente la fauna delle particelle elementari note, un

modello standard della fisica delle particelle, uno schema teorico

spiegare perché le masse delle particelle sono quelle che

scambio fertile tra fisica delle particelle e cosmologia. Tornando

prima che i fisici delle particelle provassero in maniera

quel periodo molti fisici delle particelle si avvicinarono alla

modello standard della fisica delle particelle, che iniziò a

su cui i fisici delle particelle sembravano in difficoltà

due volte la fatina delle fiabe. Il neutrino era

distanza. Inoltre, la luce delle galassie è spesso così

hanno guidato l’assemblaggio delle strutture osservate. Questo compito

ha portato alla formazione delle strutture cosmiche; tra le

perfettamente uniforme, ad eccezione delle inevitabili fluttuazioni dovute, appunto

via. ¶ La natura casuale delle fluttuazioni di densità generate

analogia con il comportamento delle molecole del gas spiega

contrario, se la formazione delle strutture era guidata dalla

minore tendenza a disperdersi delle particelle portava ad aggregare

modello standard della fisica delle particelle, un modello che

descriveva molto bene tre delle quattro forze che governano

interazione gravitazionale alla stregua delle altre forze. Inoltre, non

il valore di massa delle varie particelle elementari. Per

più elevato la ricerca delle regolarità nelle leggi fondamentali

tentare di superare alcune delle difficoltà del modello standard

risultato è la moltiplicazione delle già numerose particelle esistenti

la costruzione dei nomi delle particelle supersimmetriche è tale

di volte) di quella delle particelle che costituiscono la

forse sospettando, la sparizione delle particelle supersimmetriche potrebbe non

Il decadimento a cascata delle particelle supersimmetriche dovrebbe infatti

nell’ombra l’evoluzione delle strutture. ¶ Peccato che non

israeliano propose una spiegazione delle anomalie osservate nei moti

nei moti di rotazione delle galassie a spirale che

le stelle nella periferia delle galassie a spirale ruotano

i moti di rotazione delle galassie, però, la teoria

essere, allora, una caratteristica delle galassie talmente estrema da

ha la maggior parte delle persone – ma anche come

spiegare perfettamente le osservazioni delle curve di rotazione, senza

alle curve di rotazione delle galassie a spirale, che

correlazioni tra la velocità delle stelle e la luminosità

stelle e la luminosità delle galassie; oppure il fatto

qual era la massa delle particelle? Come interagivano? Come

in prossimità del nucleo delle galassie, contrariamente a quanto

di ipotesi (una caratteristica delle teorie molto amata dai

avuto inizio la formazione delle galassie. Il fatto che

a simulare la formazione delle galassie usando la forza

inevitabile. L’esistenza stessa delle galassie e degli ammassi

al calcolatore la formazione delle galassie o degli ammassi

cosmo secondo le regole delle leggi fisiche note, riproducessero

di prevedere l’entità delle fluttuazioni di temperatura presenti

aveva catturato. L’analisi delle prove contenute nella foto

lo studio della velocità delle galassie e l’osservazione

più lontane. La luce delle galassie sullo sfondo dovrà

La deformazione dell’immagine delle galassie sullo sfondo, causata

nell’universo. ¶ Lo studio delle velocità delle galassie e

Lo studio delle velocità delle galassie e delle particelle

velocità delle galassie e delle particelle del gas, così

come le immagini distorte delle galassie lontane causate dall

caldo e una distorsione delle immagini delle galassie lontane

una distorsione delle immagini delle galassie lontane sullo sfondo

formidabile capacità di interazione delle particelle cariche aveva fatto

cluster cercando nella luce delle galassie sullo sfondo i

interpretare le insolite velocità delle galassie e delle particelle

velocità delle galassie e delle particelle cariche del gas

una prova dell’esistenza delle misteriose WIMP. ¶ Qualche prospettiva

sfuggente e la rarità delle loro interazioni. Oltre a

essere prodotti dall’annichilazione delle WIMP nell’alone della

possibile che l’annichilazione delle WIMP avvenga direttamente all

eventi attesi dall’interazione delle particelle di materia oscura

corse forsennate all’inseguimento delle WIMP. ¶ C’è poi

altre cose, dei segni delle particelle previste dalle teorie

tempi. Allo stato attuale delle cose, ciò che sappiamo

rivista della Reale Accademia delle Scienze prussiana, l’articolo

possibile trovare una soluzione delle equazioni della relatività generale

sarebbero dovute esistere soluzioni delle equazioni della relatività generale

non solo la distribuzione delle stelle sembrava pressoché statica

senza confini, è una delle più grandiose idee sulla

del perché il sistema delle stelle non si sia

corpi. L’entità relativa delle due forze è regolata

Questa era peraltro una delle soluzioni proposte per risolvere

causa dei moti casuali delle stelle, simili a quelle

stelle, simili a quelle delle particelle in un gas

Una allusione al problema delle stelle che si disperdono

accumularsi evidenze sui redshift delle nebulose lontane (che nel

era una chiara tendenza delle galassie ad allontanarsi da

aveva ricavato dal redshift delle galassie. Per un certo

ramo secco nella storia delle idee, e il primo

universo, attraverso un censimento delle galassie osservate a distanze

la velocità di allontanamento delle galassie – o il redshift

luce emettono davvero. ¶ Una delle strategie per affrontare il

a misurare le distanze delle stelle nella Via Lattea

Ma neanche l’uso delle Cefeidi era esente da

successivi miglioramenti nella misura delle distanze e l’introduzione

per determinare le distanze delle galassie erano estremamente complesse

passi intermedi: le distanze delle galassie più vicine, determinate

di quel telescopio, una delle motivazioni principali della sua

È una conclusione ineluttabile delle leggi della fisica, dal

miliardi di anni, una delle soluzioni proposte per superare

per misurare l’età delle stelle. La maggior parte

che punteggiano l’alone delle galassie a spirale. Gli

saranno fredde. La temperatura delle nane bianche più fredde

globulari più vecchi, o delle nane bianche più fredde

appena compatibile con quella delle stelle più vecchie osservate

difficoltà pratica. Per accorgersi delle variazioni nella velocità di

passaggi intermedi nella calibrazione delle candele standard, con la

di assorbire la luce delle supernovae lungo il tragitto

una sola: la luce delle supernovae ad alti redshift

fare anche i ragazzini delle medie – lo spostamento di

per indicare la totalità delle cose materiali, viene dalla

incredibile velocità di propagazione delle onde luminose al suo

capire come la comprensione delle proprietà del vuoto sia

esterno e all’interno delle piastre avrebbe dato luogo

facce dei metalli, una delle due lastre fu sostituita

di fotoni. ¶ L’interazione delle particelle elementari con le

oppure una diversa manifestazione delle interazioni fondamentali tra particelle

Un’altra manifestazione esotica delle fluttuazioni del vuoto, di

a destini differenti: una delle due “cade” nel buco

decenni dai salotti buoni delle accademie e dei congressi

era quello dell’unificazione delle forze fondamentali esistenti in

a trovare una soluzione. ¶ Delle quattro forze esistenti in

poteva esserlo nel caso delle particelle W e Z

simmetria. Il fenomeno ha delle analogie nel mondo ordinario

possiamo prevedere verso quale delle infinite direzioni possibili si

forma casuale, in ognuna delle quali le spighe siano

improvvisa variazione nella direzione delle spighe. Anche nell’universo

motivazione per la presenza delle disuniformità primordiali da cui

ebbe inizio la formazione delle galassie – che diventò un

trascurabile rispetto a quella delle altre componenti del cosmo

vuoto è infatti una delle cose che da decenni

consolidato per l’unificazione delle interazioni fondamentali, infatti, al

quadro unitario e completo delle interazioni fondamentali dovrà dimostrare

elemento incognito nell’inventario delle componenti dell’universo. La

una visione piuttosto chiara delle condizioni fisiche da cui

e ai primi abbozzi delle gigantesche isole cosmiche che

al contrario. I redshift delle galassie sarebbero diventati blueshift

In un distante futuro, delle galassie che un tempo

diverse vie alternative. Una delle congetture proposte è che

espansione accelerata. L’insieme delle ipotesi si è allargato

enorme balzo in avanti delle conoscenze teoriche, tale da

in una teoria completa delle interazioni fondamentali – potrebbe riuscire

ancora molto lontana. ¶ Una delle strade ovvie è quella

non sappiamo da quale delle varie tecniche messe a

senza risultati definitivi. ¶ Due delle quattro interazioni esistenti in

l’unificazione di tre delle quattro forze, nonostante le

una teoria quantistica unificata delle quattro interazioni un ostacolo

tempo con la descrizione delle condizioni fisiche del cosmo

della gravità e quello delle altre forze sono largamente

problematiche connesse all’unificazione delle interazioni e al trattamento

bisogna sommare i contributi delle energie di punto zero

quindi un quadro emblematico delle condizioni in cui si

teorie fisiche fondamentali. ¶ Una delle strade ovvie per affrontare

una descrizione più generale delle interazioni fondamentali, che però

a un modello unificato delle quattro interazioni fondamentali: la

interazioni fondamentali: la teoria delle stringhe, una complessa costruzione

vibrazione simili a quelle delle corde di uno strumento

uno strumento musicale. Alcune delle incarnazioni della teoria delle

delle incarnazioni della teoria delle stringhe prevedono l’esistenza

di dimensioni spaziali maggiore delle tre che osserviamo nell

ordinaria (nella maggior parte delle formulazioni si arriva a

Neil Turok, fa uso delle dimensioni extra previste dalla

extra previste dalla teoria delle stringhe non solo per

altra brana tridimensionale, né delle dimensioni intermedie. L’altra

osservatore confinato in una delle brane, avrebbe l’aspetto

dal punto di vista delle osservazioni, il comportamento dell

ciclico basato sulla collisione delle brane sarebbe perfettamente in

permettendo di stabilire quale delle due visioni dell’evoluzione

vuoto ottenuto dalle teorie delle interazioni fondamentali resterebbe intatto

naturale non ancora individuato, delle caratteristiche fisiche del nostro

Pangloss fosse una caricatura delle idee filosofiche di Gottfried

filosofica. Ma, a dispetto delle ironie di Voltaire, è

avrebbe spinto i confini delle altre bolle talmente lontano

a una teoria unificata delle quattro interazioni fondamentali. Il

disarmante raggiunto dalla teoria delle stringhe. Secondo le ultime

del paesaggio della teoria delle stringhe agli infiniti universi

paesaggio caotico della teoria delle stringhe e l’inflazione

si giudica la plausibilità delle condizioni fisiche osservate nell

universi e dalla teoria delle stringhe è emerso lo

ragionevole certezza il valore delle costanti fondamentali, e di

E la capacità predittiva delle teorie fisiche potrebbe semplicemente

comprensione indiretta di alcune delle proprietà del nostro ambiente

mai conosciuto la composizione delle stelle; e noi dobbiamo

responsabile della maggior parte delle idee alla base della

di formare l’ossatura delle strutture cosmiche: a cominciare

rimettere in discussione alcune delle ipotesi fisiche su cui

di dare un’idea delle diverse soluzioni proposte al

fisica teorica: dalla teoria delle stringhe all’ipotesi che

questa è stata una delle molle più o meno

opposto). La maggior parte delle stelle appare addensarsi attorno

e la posizione accurata delle stelle fisse. L’interesse

toccare. Erano più alti delle montagne più alte, e

e al di là delle nuvole: ma di quanto

e della Terra, e delle relazioni geometriche fra loro

contaminare la presunta perfezione delle sfere celesti, si preferiva

la sua famiglia, una delle più ricche in Danimarca

con la straordinaria accuratezza delle osservazioni di Tycho. (Un

la soluzione dell’enigma delle orbite dei pianeti, un

certamente alla immensa moltitudine delle stelle fisse che fino

e che il numero delle antiche e note superano

resoconto in presa diretta delle sue osservazioni, del 1610. Secondo

Secondo me è una delle cose più emozionanti mai

matematicamente e fisicamente coerente delle osservazioni astronomiche e delle

delle osservazioni astronomiche e delle leggi che Keplero aveva

ampliare artificialmente l’area delle nostre pupille. Che si

le stelle. Nel 1781 una delle sue osservazioni notturne lo

determinare le distanze assolute delle stelle da noi (le

possibile stabilire che molte delle nebulose osservate, se non

ancora nel 1920 la natura delle nebulose a spirale era

testo divulgativo sulla teoria delle stringhe, dal punto di

tecnica del modello standard delle particelle elementari. ¶ Dennis Overbye