L’Universo misura 93 miliardi di anni luce nell’area che possiamo osservare, nonostante abbia circa 13,8 miliardi di anni. Un viaggio affascinante tra luce, galassie, espansione dello spazio e cosmologia moderna per comprendere uno dei più grandi enigmi del cosmo.
Non si è allungato il viaggio della luce. Si è allungata la strada.
Immaginate di trovarvi su una piccola zattera in mezzo a un oceano infinito e completamente buio. In lontananza brillano migliaia di luci. Alcune sono vicine, altre così lontane che la loro luce sta ancora viaggiando verso di voi. Potete vedere soltanto le luci che sono riuscite a raggiungervi. Fin qui tutto sembra semplice. Poi arriva la cosmologia e comincia a fare domande scomode. L’Universo ha circa 13,8 miliardi di anni. Bene. Ma allora perché gli astronomi affermano che l’Universo osservabile misura circa 93 miliardi di anni luce di diametro? Come può una luce aver percorso una distanza così grande se l’Universo esiste da “soli” 13,8 miliardi di anni? A questo punto quasi tutti inciampano. E hanno ragione. Perché il nostro cervello immagina lo spazio come una grande scatola immobile dentro la quale viaggiano stelle, galassie e raggi di luce. Ma l’Universo non è una scatola. È molto più strano. Lo spazio stesso si espande. Per capire cosa significa, immaginiamo una formica che cammina lungo un enorme elastico. La formica avanza con passo costante. Nel frattempo qualcuno tira continuamente l’elastico dalle due estremità, facendolo allungare. Quando la formica arriva a destinazione, la distanza tra il punto di partenza e quello di arrivo è diventata molto maggiore di quella iniziale. Non perché la formica abbia camminato più velocemente. Ma perché il terreno sotto le sue zampe è cambiato durante il viaggio. La luce proveniente dalle regioni più lontane dell’Universo si trova in una situazione simile. Quando quella luce è partita, miliardi di anni fa, la galassia che l’aveva emessa era molto più vicina di quanto non sia oggi. Durante il viaggio della luce, però, lo spazio tra noi e quella galassia ha continuato a dilatarsi. Ecco il segreto. La luce ha viaggiato per circa 13,8 miliardi di anni. Ma la galassia che l’ha emessa oggi si trova a circa 46 miliardi di anni luce da noi. Se possiamo osservare fino a circa 46 miliardi di anni luce in ogni direzione, otteniamo una sfera osservabile di circa 93 miliardi di anni luce di diametro. A questo punto nasce spontanea un’altra domanda. Significa forse che ci troviamo al centro dell’Universo? La risposta è no. Torniamo sulla nostra zattera. Immaginate che una delle luci lontane sia abitata da astronomi curiosi quanto noi. Anche loro guardano il cielo. Anche loro vedono luci in ogni direzione. Anche loro possono osservare soltanto i segnali luminosi che sono riusciti a raggiungerli. Dal loro punto di vista saranno loro a trovarsi al centro della propria sfera osservabile. Chi ha ragione? Noi o loro? Entrambi. Noi siamo al centro di ciò che possiamo osservare. Loro sono al centro di ciò che possono osservare. Nessuno è al centro dell’oceano. Ognuno è al centro della propria storia di luce. Questo è uno dei concetti più sorprendenti della cosmologia moderna: non esiste un centro privilegiato dell’Universo. Esiste soltanto il limite di ciò che ogni osservatore riesce a vedere. È un po’ come ricevere oggi una lettera spedita da un amico che nel frattempo si è trasferito sempre più lontano. La lettera è partita quando era relativamente vicino. Quando la leggiamo, lui si trova già a una distanza molto maggiore. L’espansione dell’Universo non è un’esplosione di materia nello spazio. È lo spazio stesso che si dilata. E la storia non finisce qui. A causa dell’espansione accelerata, provocata da ciò che chiamiamo energia oscura, alcune galassie si stanno allontanando così rapidamente che la loro luce, in futuro, non riuscirà più a raggiungerci. Paradossalmente, il nostro orizzonte osservabile continuerà a crescere, ma il numero delle galassie visibili diminuirà. Come una flotta di navi che scompare lentamente oltre l’orizzonte. Ogni notte, dalla nostra piccola zattera, osserviamo soltanto la parte di oceano che la luce è riuscita a raccontarci. Ogni stella, ogni galassia, ogni debole bagliore è una lettera spedita miliardi di anni fa. E mentre leggiamo quelle lettere arrivate dal passato, il mare cosmico continua silenziosamente ad allargarsi sotto la nostra zattera.
Chi è chi nell’oceano cosmico? La zattera = noi, l’osservatore. L’oceano buio = l’Universo. Le luci lontane = galassie, stelle e altre sorgenti luminose del cosmo. La luce che viaggia = l’informazione che raggiunge i nostri occhi e i nostri telescopi. L’orizzonte visibile dalla zattera = l’Universo osservabile. Le luci che si allontanano = le galassie trascinate dall’espansione dello spazio. La corrente che allarga le distanze = l’espansione dell’Universo. Le lettere luminose che arrivano da lontano = la luce partita miliardi di anni fa che oggi raggiunge la Terra. Il fatto che ogni osservatore si senta al centro del proprio panorama = l’assenza di un centro privilegiato dell’Universo. Il mare che continua ad allargarsi sotto la zattera = la continua espansione dello spazio-tempo.
La cosmologia è spesso così, prima ci racconta una storia. Poi ci accorgiamo che quella storia era una mappa.
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