Considerate il posto dove siete seduti.
Viaggiate indietro nel tempo
e potrebbe essere sommerso sul fondo di un mare poco profondo,
sepolto da chilometri di roccia,
o a galla su un paesaggio fuso e infernale.
Ma se andate abbastanza indietro ,
circa 4,6 miliardi di anni,
vi ritrovereste in mezzo a un'enorme nuvola di polvere e gas
che orbita attorno a una stella appena nata.
Questa è la cornice di uno dei più grandi e più piccoli misteri della fisica:
i misteri dei dust bunnies cosmici.
Spazi tra le stelle apparentemente vuoti
in realtà contengono nuvole di gas e polvere,
di solito trasportate lì dalle supernova.
Quando una nuvola densa raggiunge una certa soglia chiamata massa di Jeans,
collassa su se stessa.
La nuvola che diminuisce ruota sempre più veloce, e si riscalda,
fino a diventare calda abbastanza da bruciare l'idrogeno del suo nucleo.
E così nasce una stella.
La fusione inizia nella nuova stella,
e invia getti di gas che spazzano via il sopra e il sotto della nuvola,
lasciando dietro un anello orbitante
di gas e polvere, chiamato disco proto-planetario.
Si tratta di un luogo sorprendentemente ventoso.
Vortici di gas spostano le particelle, che si infrangono l'una con l'altra.
La polvere è fatta di piccoli frammenti di metallo, roccia e, fuori, ghiaccio.
Abbiamo osservato migliaia di dischi nel cielo,
nei vari stadi di sviluppo
con la polvere che si raggruppa formando masse sempre più grandi.
I granelli di polvere sono 100 volte più piccoli della larghezza di un capello
e si attaccano l'un l'altro grazie alla cosiddetta forza di van der Waals.
È quando una nuvola di elettroni si sposta verso un lato della molecola,
creando una carica negativa da una parte e una positiva dall'altra.
Gli opposti si attraggono,
ma van der Waals può tenere insieme solo piccole cose.
E c'è un problema: quando il gruppo di polvere cresce fino a una certa misura,
l'atmosfera ventosa di un disco dovrebbe costantemente romperli al loro scontrarsi.
Come facciano a continuare a crescere è il primo mistero dei dust bunnies.
Una teoria per risolverlo si basa sulla carica elettrostatica.
I raggi gamma, i raggi X e i fotoni UV staccano gli elettroni dagli atomi di gas
creando ioni positivi ed elettroni negativi.
Gli elettroni si scontrano e si attaccano alla polvere,
rendendola di carica negativa.
Quando il vento spinge le masse di polvere l'una contro l'altra
gli uguali si respingono e tutto rallenta quando si scontrano.
Con collisioni leggere non si frantumano,
ma se la repulsione è troppo forte, non cresceranno mai.
Secondo una teoria le particelle ad alta energia
tolgono più elettroni da alcuni ammassi di polvere,
rendendoli di carica positiva.
Gli opposti si attraggono, e gli ammassi crescono rapidamente.
Ma prima di arrivare a un altro tipo di misteri,
sappiamo da prove trovate nei meteoriti
che questi soffici dust bunnies alla fine si riscaldano, si sciolgono
e si raffreddano formando dei solidi granelli chiamati condrule.
E non sappiamo come o perché ciò avvenga.
Inoltre, una volta formati, come fanno i granelli a rimanere uniti?
Le forze elettrostatiche di prima sono troppo deboli,
e nemmeno la gravità può reggere insieme le piccole rocce.
La gravità aumenta in modo proporzionale alla massa degli oggetti coinvolti.
Ecco perché potreste facilmente evitare un asteroide grande come una montagna
usando solo la forza generata dalle vostre gambe.
Se la gravità non è, allora cos'è?
Forse la polvere.
Un anello di polvere soffice attorno ai granelli
potrebbe fare da Velcro.
Le prove sono nelle meteore, dove troviamo molte condrule
circondate da un sottile anello di materiale molto fine,
forse polvere condensata.
Alla fine i granelli si fissano insieme dentro rocce più grandi,
e a circa 1 km di grandezza
sono grandi abbastanza da rimanere uniti tramite la gravità.
Continuano a scontrarsi e a crescere formando corpi sempre più grandi,
tra cui i pianeti che conosciamo oggi.
Infine, i germi di tutto ciò che è familiare
le dimensioni del nostro pianeta, la sua posizione nel sistema solare,
e la sua composizione elementare,
sono stati determinati da una serie innumerevole di collisioni casuali.
Cambiando solo un po' la nuvola di polvere
forse non ci sarebbero state le giuste condizioni
per la formazione della vita sul pianeta.