Di che cosa è fatto l'universo? - Dennis Wildfogel

Per vedere la lezione completa: http://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-made-of-dennis-wildfogel

Gli atomi intorno a voi esistono da miliardi di anni e molti di loro hanno avuto origine nell'incandescente nucleo gassoso di una stella. Dennis Wildfogel racconta l'affascinante storia del lungo viaggio di questi atomi, dal Big Bang alle molecole che questi formano oggi.

Lezione di Dennis Wildfogel, animazione di Pew36 Animation Studios.

Tutti gli oggetti materiali intorno a voi

sono fatti di unità sub-microscopiche

che chiamiamo molecole.

E le molecole a loro volta sono composte

da singoli atomi.

Le molecole spesso si rompono

per formare nuove molecole.

D'altra parte,

praticamente tutti gli atomi
con cui venite a contatto

nel corso della vostra vita,

quelli del suolo sotto di voi,

l'aria che respirate, il cibo che mangiate,

quelli che formano
ogni cosa vivente, compresi voi,

esistono da miliardi di anni

e sono stati creati in posti
molto diversi dal nostro pianeta.

Come si sono formati quegli atomi
è quello che voglio condividere con voi.

Tutto è incominciato 14 miliardi di anni fa

con l'evento che chiamiamo il Big Bang,

che ha creato un universo
formato di solo gas.

Non c'erano stelle né pianeti.

Il gas era costituito solo da atomi

appartenenti agli elementi più semplici.

Era circa per il 75 per cento idrogeno

e quasi tutto il resto era elio.

Non esistevano elementi
come il carbonio, l'ossigeno o l'azoto.

Non c'era ferro, argento o oro.

In qualche punto la densità di questo gas
era leggermente più alta che altrove.

Grazie alla gravità, questi punti
attrassero ancora più gas,

che fece aumentare
l'attrazione della gravità,

che poi a sua volta fece arrivare
altro gas, e così via.

Alla fine si formarono
delle bolle di gas grandi e dense

che diminuivano di volume
a causa della propria gravità

e di conseguenza
si riscaldavano all'interno.

Ad un certo punto il nucleo
di una bolla come questa

diventa abbastanza caldo
da innescare la fusione nucleare.

Gli atomi di idrogeno collidono
e si fondono tra di loro, formando l'elio,

accompagnati
da un grande rilascio di energia,

forte abbastanza da neutralizzare
la forza di contrazione della gravità.

Quando l'energia creatasi dalle reazioni
di fusione che spinge verso l'esterno

corrisponde alla gravità che attira
la massa di gas all'interno,

si ottiene l'equilibrio.

Da questo nasce una stella.

Nel corso della sua esistenza,

le reazioni di fusione nel nucleo
di una stella massiccia

produrranno non solo elio

ma anche carbonio, ossigeno, azoto

e tutti gli altri elementi
della tavola periodica fino al ferro.

Ma alla fine il carburante
del nucleo si esaurisce,

lasciando che questo
collassi completamente.

Questo provoca un'esplosione
di una potenza incredibile

che chiamiamo supernova.

Ci sono due cose da notare

su come le supernove creino gli elementi.

La prima è che questa esplosione
rilascia talmente tanta energia

che la fusione va fuori controllo,

formando elementi con atomi
persino più pesanti del ferro,

come l'argento, l'oro e l'uranio.

La seconda è che tutti gli elementi
che si sono accumulati

nel nucleo della stella,

come il carbonio, l'ossigeno,
l'azoto, il ferro,

oltre a quelli formatisi
nell'esplosione della supernova,

vengono espulsi
nello spazio interstellare

dove si mischiano con il gas già presente.

Poi la storia si ripete.

Nuvole di gas
che ora contengono molti elementi

oltre agli originali idrogeno ed elio,

hanno aree di densità maggiori

che attraggono più materia, e così via.

Come prima, nascono nuove stelle.

Il nostro Sole è nato così,
circa 5 miliardi di anni fa.

Questo significa che il gas
da cui si è formato

era stato a sua volta arricchito
con molti elementi provenienti

da esplosioni di supernove accadute
fin dall'inizio dell'universo.

Quindi è così che il Sole
si è caricato di tutti gli elementi.

È ancora in prevalenza
composto di idrogeno, al 71 per cento,

ed il resto è quasi interamente
elio per il 27 per cento.

Ma tenete presente

che mentre le prime stelle erano fatte

di soli idrogeno ed elio,

gli altri elementi della tavola periodica

rappresentano il 2 per cento del Sole.

E la Terra?

I pianeti si formano in un processo
secondario della formazione delle stelle,

dalla stessa nuvola di gas della stella.

I pianeti piccoli come il nostro
non hanno gravità sufficiente

per trattenere grosse quantità
di gas di idrogeno e di elio,

perché entrambi sono molto leggeri.

Quindi anche se il carbonio,
l'azoto, l'ossigeno e così via

costituivano solo il 2 per cento della nuvola
di gas da cui si è formata la Terra,

questi elementi più pesanti formano
la maggior parte del nostro pianeta

e tutto quello che c'è sopra.

Pensate a questo:

ad eccezione dell'idrogeno
e di un po' di elio,

il terreno su cui camminate,

l'aria che respirate, voi,

tutto è fatto di atomi

creati dentro le stelle.

La prima volta che gli scienziati
si resero conto di questo

verso la prima metà del XX secolo,

il famoso astronomo
Harlow Shapley commentò,

"Siamo fratelli delle rocce,
cugini delle nuvole".