Il telescopio spaziale Euclid mostra che gli esseri umani non sono niente di speciale

L’esplorazione della lontana materia oscura con il telescopio spaziale europeo Euclid chiarisce soprattutto che gli esseri umani non sono niente di speciale. Scritto da Pippa Goldschmidt.

All'inizio di luglio 2023, l'Agenzia spaziale europea (ESA) lancerà la sua ultima missione spaziale: il telescopio Euclid mapperà gran parte del cielo notturno nei prossimi sei anni. Euclide ha la capacità tecnica di scoprire miliardi di galassie e misurare le loro posizioni, forme e (per alcune) le loro distanze da noi qui sulla Terra, con una precisione senza precedenti. Queste informazioni vengono utilizzate per determinare la distribuzione cosmologica della materia oscura e dell’energia oscura, due componenti essenziali ma poco comprese del modello del Big Bang dell’universo.

La cartografia è un aspetto fondamentale dell'astronomia, sia antica che moderna. In un certo senso, Euclide non è particolarmente rivoluzionario, poiché si basa su molte immagini precedenti del cielo, ad es. B. Sul campo profondo di Hubble: un'istantanea dell'universo lontano catturata dal telescopio spaziale Hubble, che mostra alcune delle galassie più distanti mai scoperte. La novità di Euclid è che può farlo in modo più efficiente e rapido e per un numero maggiore di oggetti rispetto a prima.

Hubble ha capovolto la nostra comprensione dell'universo

Per fare un confronto: le prime misurazioni delle galassie effettuate da Edwin Hubble negli anni '20 impiegarono diversi mesi, poiché calcolò le distanze di 24 galassie vicine. Anche questo piccolo campione è stato sufficiente per rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo: mostrando che le galassie si stavano allontanando da noi, Hubble ha ribaltato l’ipotesi precedentemente diffusa che l’universo fosse statico.

Importanti indagini sulle galassie e mappe della radiazione cosmica di fondo a microonde tra la fine del XX e l'inizio del XX secolo hanno fornito prove convincenti del fatto che la materia oscura tiene insieme le galassie e dell'espansione dell'universo. Inoltre, questa espansione sembra accelerare, portando gli astronomi a credere che ci debba essere “energia oscura” che spinge lo spaziotempo a separarsi.

Gli astronomi generalmente non sperimentano attivamente i campioni nei laboratori, ma piuttosto raccolgono la luce da oggetti a miliardi di chilometri di distanza che non possono essere influenzati da noi qui sulla Terra. Forse è per questo che l’astronomia viene spesso presentata come una “scienza pura” e non così esplicitamente legata ad ambizioni commerciali o militari come altre scienze.

Telescopio Euclide: hanno partecipato più di 1.000 astronomi

In effetti, ciò che vediamo “lassù” è strettamente correlato alla nostra vita “quaggiù”. I marinai hanno sempre utilizzato le carte celesti per la navigazione; In assenza di punti di riferimento, sono state utilizzate le posizioni note delle stelle per determinare la loro posizione sulla Terra. L'Osservatorio reale di Greenwich, fondato nel XVII secolo, fu finanziato dalla Royal Navy britannica fino alla metà degli anni '70 e il suo scopo esplicito era quello di produrre tabelle di posizioni sufficientemente precise da poter essere utilizzate dalle navi per la navigazione. Le successive spedizioni imperiali non solo si affidarono alle informazioni astronomiche per orientarsi attraverso gli oceani, ma condussero anche ricerche astronomiche parallelamente alle loro attività di costruzione dell'impero. Quando il Capitano Cook partì per il suo primo viaggio di scoperta nel 1769, la Marina britannica gli commissionò di trovare il leggendario “continente meridionale da scoprire” e di misurare il transito di Venere.

Come molte altre missioni spaziali, Euclid è un progetto collettivo che coinvolge l'ESA (e in misura minore la NASA) e i suoi stati membri. Su Euclide lavorano più di mille astronomi provenienti da 14 paesi diversi, rendendo obsoleta l’idea di un “unico genio scientifico”. Questa non è solo una necessità pratica (la missione genererà 30 milioni di gigabyte di dati nel corso della sua vita, richiedendo la creazione e la gestione di complesse pipeline di elaborazione dati in nove diversi data center in tutto il mondo), ma forse semplicemente l'ultimo riflesso dell'astronomia fondamentale . Il principio “Non siamo niente di speciale”.

Con i suoi tentativi di spiegare i moti osservati dei pianeti, pubblicati per la prima volta nel 1543, Copernico spostò la Terra dal centro fisso e permanente dell'universo conosciuto a una delle numerose orbite attorno al sole. Questa svalutazione è stata un catastrofico riallineamento della nostra posizione psicologica nell’universo materiale e una meravigliosa opportunità intellettuale. Perché se non occupiamo un posto unico o speciale nell'universo, possiamo usare le nostre osservazioni del cielo notturno per fare affermazioni generali sull'origine e sul destino dell'universo nel suo insieme, senza doverci preoccupare se le nostre osservazioni siano corrette o meno. non. I nostri stati terreni ne sono influenzati in modo alquanto distorto.

I dettagli matematici del modello del sistema solare di Copernico non ebbero del tutto successo (e furono superati dal lavoro di Keplero all'inizio del XVII secolo, che dimostrò che le orbite dei pianeti erano in realtà ellissi anziché circolari), ma il cambiamento di prospettiva si rifletteva nel consolidamento del principio omonimo. Questo principio ha dimostrato la sua validità su scala sempre più ampia; Misurazioni sistematiche delle stelle della Via Lattea, effettuate all’inizio del XX secolo, hanno mostrato che il nostro Sole era straordinariamente “nella media”, né più né meno di una stella di mezza età in una tipica regione della galassia. E la Via Lattea stessa? Solo una delle tante galassie “locali”.

Ricerche sulla materia oscura

In effetti, è chiaro che la materia atomica che costituisce gli esseri umani, i pianeti e le stelle costituisce solo circa il 5% della massa totale dell’universo. Sappiamo fin dagli anni ’80 che la materia oscura domina la materia normale. Questa sostanza invisibile ma onnipresente non può essere osservata direttamente, ma possiamo solo dedurne l'esistenza attraverso l'effetto della sua gravità sulla materia ordinaria e sulla luce che la circonda.

La cosmologia è sempre più vista come una scienza esatta: conosciamo l’estensione dell’universo con una precisione senza precedenti, e possiamo misurare la forma e le dimensioni delle galassie così lontane da vederle com’erano miliardi di anni fa. Tuttavia, questa storia di successo è accompagnata da una preoccupazione fondamentale: possiamo davvero dire che la materia oscura e l’energia oscura sono “reali” se non possiamo rilevarle direttamente in laboratorio? Oppure li abbiamo invocati solo per salvare le nostre teorie preferite, proprio come Copernico utilizzava nella sua matematica una serie complessa di orbite circolari – epicicli -, orbite che non hanno equivalenti fisici?

Più ottimisticamente, le prove indirette della materia oscura e dell’energia oscura provenienti da misurazioni cosmologiche potrebbero rappresentare un nuovo tipo di scienza in cui dobbiamo abituarci a un diverso standard di verità. Forse non saremo mai in grado di catturare un campione di materia oscura o di energia oscura in un laboratorio, ma potremo “vederlo” solo a distanza.

Insieme alla teoria di Darwin, che colloca l’uomo su uno dei tanti rami dell’“albero della vita” che ci collega a tutti gli altri esseri viventi, il principio copernicano è ormai saldamente radicato nella scienza. Ma i suoi effetti completi sembrano ancora sfuggirci nella società. Come specie, ci comportiamo ancora come se fossimo speciali e fondamentalmente diversi da ciò che osserviamo intorno a noi, come se ciò che facciamo al nostro pianeta fosse in qualche modo irrilevante per la nostra società.

I satelliti influenzano il cielo notturno

Abbiamo bisogno della nostra visione del cielo notturno per comprendere il nostro posto nell’universo e il nostro rapporto con esso, sia dal punto di vista scientifico che culturale. Ma questa visione è in pericolo. Adesso, quando sto fuori di notte, la vista sopra di me è costantemente interrotta da strisce di luce; Piccoli satelliti affollati sfrecciano avanti e indietro nel cielo scuro. Queste “costellazioni satellitari” artificiali sono ormai indispensabili per i sistemi di navigazione; Le stelle non sono più necessarie per orientarci nel nostro pianeta.

I satelliti ci osservano da quando i sovietici lanciarono lo Sputnik nel 1957, ma solo di recente hanno iniziato ad avere un impatto sull’astronomia. Ora, le immagini dei telescopi terrestri sono spesso intervallate dalla luce dei satelliti, che riflettono la luce solare verso di noi come sbarre scintillanti in una gabbia. Siamo tutti intrappolati in esso.