Come e quando è iniziato il nostro universo?
Com'è diventato così?
E come finirà?
Gli esseri umani se lo chiedono da sempre
senza riuscire a raggiungere un accordo.
Oggi, i cosmologi stanno lavorando duramente per trovare le risposte.
Ma come si può sperare di trovare risposte concrete a domande tanto profonde?
E com'è possibile esplorare e studiare qualcosa di così vasto come l'universo,
la maggior parte del quale non raggiungeremo mai?
La risposta è la luce.
E sebbene la luce di zone remote dell'universo
possa impiegare miliardi di anni per raggiungerci,
essa porta con sé sei messaggi distinti che, una volta combinati,
possono rivelare un incredibile volume d'informazioni
agli astronomi che sanno come cercarle.
Come i raggi solari possono essere divisi nel familiare arcobaleno,
dividere la luce di oggetti distanti fa emergere trame di colori diversi
a seconda della loro fonte.
Questo distintivo codice a barre di luce non svela solo di cosa è fatto un oggetto,
ma anche la temperatura e la pressione delle parti che lo costituiscono.
E c'è anche dell'altro che possiamo scoprire dalla luce.
Se siete mai stati su una banchina forse avrete notato
che il treno fa un rumore diverso a seconda della direzione,
con un suono ascendente quando si avvicina
e discendente quando se ne va.
Ciò non accade perché il conducente fa pratica per una nuova carriera.
Piuttosto, questo accade per un fenomeno chiamato Effetto Doppler,
per cui le onde sonore di un oggetto in avvicinamento sono compresse,
mentre quelle di un oggetto che si allontana sono allungate.
Ma che cosa ha che fare tutto questo con l'astronomia?
Il suono non viaggia attraverso il vuoto. Nello spazio, nessuno vi sente gridare!
L'effetto Doppler si applica anche alla luce
la cui fonte si muove a una velocità eccezionale.
Se si muove verso di noi, le onde sono più corte
e faranno apparire la luce di un blu intenso.
Se invece la luce proviene da una fonte
che si sta allontanando avremo una lunghezza d'onda maggiore,
e la luce si sposterà verso il rosso.
Quindi analizzando lo schema dei colori nella variazione Doppler della luce,
da un oggetto osservato al telescopio possiamo conoscere di cosa è fatto,
quanto è caldo e quanta pressione contiene,
se si sta muovendo, in quale direzione e a che velocità.
E questi sei valori, come sei punti di luce,
ci rivelano la storia dell'universo.
La prima persona a studiare la luce delle lontane galassie fu Edwin Hubble,
e la luce da lui osservata variava verso il rosso.
Le galassie lontane si stavano tutte allontanando da noi,
e più erano lontane, più velocemente si spostavano.
Hubble aveva scoperto che il nostro universo è in espansione
fornendo la prima prova a sostegno della teoria del Big Bang.
Insieme all'idea che l'universo visibile fosse in continua espansione
partendo da un singolo punto con massa estremamente densa,
una delle ipotesi più importanti di questa teoria
è che all'inizio l'universo consisteva di solo due gas: idrogeno ed elio,
in un rapporto di tre a uno.
E questa ipotesi può essere verificata con la luce.
Se osserviamo la luce da una regione lontana dell'universo e la suddividiamo,
troviamo di fatto le tracce dei due gas esattamente in quel rapporto.
Un altro trionfo per la teoria del Big Bang.
Tuttavia, molte domande restano aperte.
Anche se sappiamo che l'universo visibile si sta espandendo,
la gravità dovrebbe agire da freno.
Recenti misurazioni della luce proveniente da lontane stelle morenti
dimostrano che esse sono più distanti di quanto previsto.
Quindi l'espansione dell'universo sta accelerando.
Sembra esserci qualcosa che lo spinga,
e molti scienziati credono che si tratti dell'energia oscura,
che forma più di 2/3 dell'universo e che lo sta lentamente lacerando.
La nostra conoscenza sul comportamento della materia
e la precisione dei nostri strumenti fanno sì
che osservando le stelle distanti possiamo saperne di più
sull'universo di quanto si possa credere.
Ma ci sono altri misteri, come la natura dell'energia oscura,
sui quali dobbiamo ancora fare luce.