Siamo tutti atomicamente connessi.
Sostanzialmente, universalmente.
Ma cosa vuol dire?
Sono un astrofisico, e come tale,
è mia responsabilità tracciare la storia cosmica
di ogni singolo dei vostri atomi.
Infatti, oserei dire
che uno dei più grandi successi dell'astronomia moderna
è capire come i nostri atomi sono stati messi insieme.
Mentre l'idrogeno e l'elio sono stati fatti
durante i primi due minuti del big bang,
l'origine degli elementi pesanti,
come il ferro nel vostro sangue, l'ossigeno che respiriamo,
il silicio nei vostri computer,
si trova nel ciclo di vita delle stelle.
Le reazioni nucleari prendono elementi leggeri
e li trasformano in più pesanti,
e questo causa il brillare delle stelle
e infine le fa esplodere,
arricchendo così l'universo con questi elementi pesanti.
Quindi senza la morte stellare
non ci sarebbe ossiggeno
o altri elementi più pesanti di idrogeno ed elio,
e quindi, non ci sarebbe vita.
Ci sono più atomi nel nostro corpo
di stelle nell'universo.
E questi atomi sono estremamente durevoli.
L'origine dei nostri atomi
risale a stelle che li hanno prodotti al loro interno
e sono esplose in tutta la Via lattea,
miliardi di anni fa.
E dovrei saperlo,
perché sono un becchino stellare certificato.
(Risate)
Oggi, voglio portarvi in un viaggio
che inizia con l'esplosione di una supernova
e finisce con l'aria che stiamo respirando proprio ora.
Quindi da cos'è composto il nostro corpo?
Il novantasei percento consiste di soli quattro elementi:
idrogeno, carbonio, ossigeno e azoto.
Il protagonista di questa storia cosmica è l'ossigeno.
Non solo gran parte del nostro corpo è fatta di ossigeno,
ma l'ossigeno è l'unico elemento
che lotta per proteggere la vita sulla terra.
La maggior parte dell'ossigeno dell'universo
è stata prodotta per l'appunto nel corso della storia dell'universo
in queste esplosioni di supernove.
Queste esplosioni di supernove segnala la fine di stelle di dimensioni gigantesche.
E in un mese brillante,
l'esplosione di una supernova può essere più luminosa di un'intera galassia
da miliardi di stelle.
È veramente impressionante.
Questo perché le stelle giganti bruciano più intensamente
e hanno una morte spettacolare rispetto alle altre stelle.
La fusione nucleare è la linfa vitale di tutte le stelle,
compreso il sole,
e di conseguenza la risorsa principale di tutta l'energia sulla terra.
Potete vedere alle stelle come questi fattori di fusione
alimentati da atomi che si scontrano tra loro
nel loro interno caldo e denso.
Stelle come il nostro sole,
che sono relativamente piccole,
trasformano l'idrogeno in elio,
ma stelle otto volte più pesanti della massa del sole
continuano questo circolo di bruciatura
anche dopo aver finito l'elio del loro nucleo.
Quindi a questo punto,
l'immensa stella rimane con un nucleo di carbonio,
che, come sapete, è elemento fondante della vita.
Questo nucleo in carbonio continua a collassare
e di conseguenza la temperatura aumenta,
il che porta a un'ulteriore reazione nucleare,
e il carbonio poi brucia e diventa ossigeno,
poi neon, silicio, zolfo
e infine ferro.
E il ferro è la fine.
Perché?
Perché il ferro ha i nuclei più legati in tutto l'universo,
che vuol dire che non possiamo estrarre energia bruciando il ferro.
Quindi quando l'intero nucleo dell'enorme stella è formato da ferro,
non ha più carburante.
E quello è un giorno particolarmente brutto per la stella.
(Risate)
Senza carburante, non può produrre calore,
e quindi la gravità vince la battaglia.
Il nucleo di ferro non ha altra scelta che collassare,
raggiungendo densità estremamente alte.
Pensate a 300 milioni di tonnellate
ridotte ad uno spazio grande quanto una zolletta di zucchero.
A queste estreme densità, il nucleo in realtà riesce a resistere al collasso,
e di conseguenza,
tutto questo materiale collassante rimbalza via dal nucleo.
E questo drammatico rimbalzo,
che accade circa in una frazione di secondo,
è responsabile della dispersione
dei resti della stella in tutte le direzioni,
formando definitivamente l'esplosione della supernova.
Quindi, purtroppo, dalla prospettiva di un astrofisico,
le condizioni al centro di queste stelle esplosive
non possono essere ricreate in laboratorio.
(Risate)
Grazie al cielo per l'umanità, non possiamo farlo.
(Risate)
Ma cosa vuol dire?
Questo vuol dire che come astrofisici,
dobbiamo affidarci a sofisticate simulazioni computerizzate
per poter comprendere questi fenomeni così complessi.
Queste simulazioni possono essere usate per capire come si comporta il gas
in simili condizioni estreme.
E possono essere usate per rispondere a domande fondamentali
come,"Cos'ha definitivamente distrutto quell'enorme stella?"
"Come fa quell'implosione a capovolgersi in un'esplosione?"
C'è un gran dibattito nel campo,
ma tutti concordiamo che quei neutrini,
che sono queste elusive particelle elementari,
hanno un ruolo cruciale.
Vero?
Sto per mostrarvi una di quelle simulazioni.
I neutrini sono prodotti in gran quantità quando il nucleo collassa.
E infatti,
sono responsabili del trasferimento dell'energia in questo nucleo.
Come l'irraggiamento termico nei radiatori,
i neutrini pompano energia nel nucleo,
aumentando le possibilità di distruzione della stella.
Infatti, per una frazione di secondo,
i neutrini pompano così tanta energia
che la pressione aumenta in modo tale da produrre un'onda d'urto
e l'onda d'urto distrugge l'intera stella.
Ed è in quell'onda d'urto che si producono gli elementi.
Quindi grazie, neutrini.
(Risate)
Le supernove brillano intensamente,
E per un breve periodo di tempo,
emanano più energia del sole nella sua intera vita.
Quel punto di luce che vedete lì,
che non era di sicuro lì prima,
brucia quanto un faro,
chiaramente indicando la posizione della morte della dell'immensa stella.
In una galassia come la nostra Via Lattea,
si stima che circa ogni 50 anni,
una stella gigante muore.
Questo vuol dire che da qualche parte nell'universo,
c'è un esplosione di una supernova più o meno ogni secondo.
E per fortuna degli astronomi,
alcune si trovano relativamente vicine alla terra.
Varie civiltà hanno registrato queste esplosioni di supernove
molto prima dell'invenzione del telescopio.
La più famosa di tutte è probabilmente
l'esplosione della supernova che creò la Nebulosa del granchio.
Vero?
Astronomi coreani e cinesi hanno registrato la supernova nel 1054,
come fatto, quasi certamente, dai Nativi Americani.
Questa supernova esisteva a circa 5600 anni-luce di distanza dalla terra.
Ed era così incredibilmente luminosa
che gli astronomi potevano vederla durante il giorno.
Ed era visibile ad occhio nudo per circa due anni nella notte.
Passiamo a circa 1000 anni più tardi, e cosa vediamo?
Vediamo questi filamenti sparati dall'esplosione,
in movimento a 500 chilometri al secondo.
Questi filamenti sono essenziali per capire
come muoiono queste enormi stelle.
L'immagine che vedete qui
è stata assemblata dal telescopio spaziale Hubble
su un periodo di tre mesi.
Ed è incredibilmente importante per gli astronomi
perché in definitiva porta l'eredità chimica
della stella esplosa.
I filamenti arancio che vedete qui sono i resti stracciati della stella,
e sono fatti principalmente di idrogeno,
mentre i filamenti blu e rossi che vedete
sono l'ossigeno appena sintetizzato.
Quindi studiare i resti della supernova, come quelli della Nebulosa del granchio,
ha permesso agli astronomi di concludere saldamente
che la maggior parte dell'ossigeno sulla terra è il prodotto di esplosioni
di supernove nel corso della storia dell'universo.
E possiamo stimare
che per assemblare tutti gli atomi di ossigeno nel nostro corpo,
ci sono volute all'incirca 100 milioni di supernove.
Quindi ogni parte di voi, o almeno la maggior parte,
viene da una di queste esplosioni di supernova.
Quindi potreste chiedervi,
come mai questi atomi
generati in condizioni così estreme
alla fine si sono fermati nel nostro corpo?
Allora voglio che seguiate questo esperimento.
Immaginate che siamo nella Via lattea, e avviene una supernova.
Ha sparato via centinaia e centinaia di atomi di ossigeno
quasi tanti da svuotare lo spazio.
Qualcuno di questi è riuscito a formarsi in una nuvola.
4.5 miliardi di anni fa,
qualcosa ha destabilizzato quella nuvola ed è collassata,
formando il sole nel suo nucleo e il sistema solare.
Quindi il sole, i pianeti e la vita sulla terra
dipendono da questo magnifico ciclo
di nascite stellari, morti stellari e rinascite stellari.
E questo continua il riciclaggio di atomi nell'universo.
E di conseguenza, gli astronomi e i chimici sono intimamente connessi.
Siamo forme di vita che si sono evolute per inalare gli scarti delle piante.
Ma ora sapete
che inaliamo anche i prodotti di scarto delle esplosioni delle supernove.
(Risate)
Quindi prendetevi un momento, ispirate.
Un atomo di ossigeno è appena entrato nel vostro corpo.
È certo che l'ossigeno [atomo]
ricorda che è stato all'interno di una stella
e che è probabilmente stato realizzato dall'esplosione di una supernova.
Questo atomo potrebbe aver attraversato l'intero sistema solare
finché è arrivato sulla terra,
molto prima di arrivare a voi.
Quando respiriamo,
usiamo centinaia di litri di ossigeno ogni giorno.
Quindi sono incredibilmente fortunato
ad essere qui davanti a questo bel pubblico,
ma in realtà vi sto rubando atomi di ossigeno.
(Risate)
E perché vi sto parlando,
ve ne sto ridando indietro alcuni, che una volta erano in me.
Quindi il respirare, sì,
partecipa a questo magnifico scambio di atomi.
E allora potreste chiedervi,
"Beh, quanti atomi che sono nei nostri corpi erano di Frida Kahlo?"
(Risate)
Circa 100.000.
Altri 100.000 probabilmente appartenevano a Marie Curie,
altri 100.000 a Sally Ride,
o a chiunque vogliate pensare.
Quindi respirare non è solamente riempire i nostri polmoni con storia cosmica,
ma anche di storia umana.
Vorrei finire il mio intervento condividendo un mito
che mi sta molto a cuore.
Un mito della cultura Chichimeca,
che è una potente cultura Mesoamericana.
I Chichimecas credevano
che la nostra essenza fu assemblata nei cieli.
Ed è in viaggio verso di noi,
in realtà frammentata in un sacco di pezzi diversi.
Quindi il mio abuelo diceva sempre,
"una delle ragioni per cui ti senti incompleto
è perché ti mancano ancora dei pezzi."
(Risate)
"Ma non farti ingannare.
Ti è stata data l'incredibile opportunità di crescere.
Perché?
Perché non è che quei pezzi siano sparsi sulla terra
e devi andarli a raccogliere.
No, quei pezzi sono finiti nelle persone.
E solamente condividendoli diventerai più completo.
Sì, nel corso della tua vita,
ci saranno individui che hanno questi pezzi giganti
che ti faranno sentire completo.
Ma nella tua missione per completarti,
dovrai fare tesoro e condividere ognuno di quei pezzi."
A me sembra molto la storia dell'ossigeno.
(Risate)
Che è cominciata nei cieli di un'esplosione di una supernova,
e continua anche oggi,
dentro ai confini della nostra umanità.
Gli atomi nel nostro corpo si sono imbarcati in un'epica odissea,
con tempi che vanno da miliardi di anni a miseri secoli,
tutto per arrivare a voi,
tutti voi,
testimoni dell'universo.
Grazie.
(Applausi)