Polvere cosmica - Lorin Matthews

Guarda la lezione intera:

Considerate il punto dove siete seduti. Viaggiate indietro nel tempo, e quel punto potreste trovarlo sommerso sul fondo del mare, sepolto sotto chilometri di roccia o a galla su un paesaggio.
Andate indietro di 4,6 miliardi di anni e vi ritrovereste in mezzo a un'enorme nuvola di polvere e gas che orbita attorno a una stella appena nata.
Cos'è esattamente questa polvere cosmica? Lo studia e ricerca Lorin Matthews.

Lezione di Lorin Swint Matthews, regia di Frederic Siegel (Team Tumult).

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.