Il concetto di utilizzare il Sole come una lente gravitazionale per osservare gli angoli più remoti dell’universo è un’idea che affascina e sfida la nostra comprensione dello spazio. La proposta di Einstein, sebbene fosse un “piccolo calcolo” per lui, apre una finestra su possibilità che una volta erano considerate pura fantascienza.
Nel 1936, Albert Einstein pubblicò quello che definì un “piccolo calcolo”, mostrando come un giorno il Sole avrebbe potuto essere utilizzato come un gigantesco telescopio cosmico, e per quanto incredibile possa sembrare, il concetto non è così lontano dalla nostra portata, e un’idea su come realizzarlo praticamente è nella fase III dell’Institute for Advanced Concepts della NASA.
La teoria della relatività generale di Einstein ha rivoluzionato il modo in cui comprendiamo la gravità, non più come una forza invisibile, ma come una deformazione dello spazio-tempo causata dalla massa. Questa deformazione, o curvatura, ha l’effetto di deviare la traiettoria della luce, un fenomeno noto come lente gravitazionale, principio che è stato confermato osservando la luce di stelle lontane che passa vicino al Sole durante un’eclissi solare, dimostrando che la luce non viaggia in linea retta, ma segue la curvatura dello spazio-tempo.
Il JWST (James Webb Space Telescope) e altri telescopi hanno utilizzato questo fenomeno per osservare galassie lontane, sfruttando la massa di ammassi galattici come lenti cosmiche per vedere oltre i limiti dei nostri strumenti, tuttavia l’idea di Einstein di usare il Sole come una lente superpotente è ancora più audace.
Einstein si rese conto –anche se chiaramente lo calcolò solo sotto costrizione di Mandl – che ciò significava che esiste una regione del nostro Sistema Solare in cui è focalizzata la luce proveniente da dietro il Sole, essendo stata piegata dalla gravità della nostra stella, e questa regione, nota come linea focale di Einstein, si trova a circa 550 unità astronomiche (UA) dal Sole, dove una UA è la distanza tra la Terra e il Sole.
Posizionando un telescopio in quella regione, potremmo usarlo per osservare le superfici degli esopianeti, senza la necessità di progettare telescopi spaziali incredibilmente enormi (o serie di telescopi) che prevederebbero costi ed investimenti fuori scala.
La visione del sole di Von Russel Eshleman
Von Russel Eshleman, che per primo propose una missione per realizzare un simile telescopio, nel suo articolo ha esplorato le implicazioni pratiche di questa idea, suggerendo che una missione spaziale potrebbe sfruttare la lente gravitazionale del Sole per comunicare su distanze interstellari.
Il fattore di ingrandimento, che aumenta al diminuire della lunghezza d’onda, potrebbe permettere di osservare dettagli fini di oggetti distanti, una prospettiva entusiasmante per l’astronomia e la ricerca di vita extraterrestre.
In questo momento possiamo usare la lente gravitazionale per vedere oggetti incredibilmente distanti, ma siamo limitati dalla posizione di questi oggetti e dagli oggetti che si trovano dietro di loro, ma utilizzando la navicella spaziale, potremmo posizionare il nostro telescopio sul lato opposto del Sole rispetto all’oggetto distante che vogliamo osservare, aumentando notevolmente la nostra distanza di osservazione.
La NASA, attraverso il suo Institute for Advanced Concepts, ha preso in considerazione questa idea per la fase III di un progetto che potrebbe vedere una flotta di piccoli satelliti spinti da vele solari verso la linea focale di Einstein –che potremmo raggiungere in 25 anni–, e questi potrebbero formare un’architettura a sciame, lavorando insieme per creare immagini dettagliate di esopianeti, offrendo una visione senza precedenti delle loro superfici e potenziali segni di abitabilità.
Tuttavia, ci sono sfide significative da superare. La distorsione introdotta dalla corona solare, la necessità di spostare i veicoli spaziali su grandi distanze per mantenere l’allineamento con gli oggetti di interesse, e la semplice enormità della distanza da percorrere sono tutti ostacoli non trascurabili ma, come la storia della Voyager I dimostra, ciò che una volta sembrava irraggiungibile può diventare possibile con il progresso tecnologico e la determinazione umana.
Einstein potrebbe aver considerato la pubblicazione di questo calcolo una distrazione, ma oggi rappresenta un traguardo che potremmo raggiungere. Immaginare la superficie di un esopianeta in dettaglio potrebbe non essere solo un sogno, ma una realtà che potremmo vivere, e la possibilità di vedere caratteristiche della superficie di mondi alieni, come montagne, oceani, e forse persino segni di attività biologica, è un pensiero che stimola l’immaginazione e alimenta la nostra sete di conoscenza.
Osservare Esopianeti alieni
Sebbene ci siano ancora sfide astronomiche da affrontare per una tale missione (inclusa una significativa distorsione introdotta dalla lente gravitazionale e lo spostamento di veicoli spaziali su grandi distanze per osservare l’oggetto dietro di esso che ti interessa), è possibile che potremmo costruire immagini delle superfici reali di esopianeti alieni nel corso della nostra vita, cosa piuttosto interessante, anche se Einstein lo considerava un compito che distraeva da annotare e pubblicare.
La lente gravitazionale non è solo una teoria; è un fenomeno osservabile che abbiamo già sperimentato. Utilizzando la massa di oggetti come ammassi galattici, possiamo vedere la luce di galassie lontane che altrimenti sarebbero invisibili, e questo ci ha permesso di scoprire galassie che risalgono quasi all’origine dell’universo, offrendoci una finestra sul passato cosmico.
Le sfide per realizzare una missione del genere sono enormi. La distorsione della lente gravitazionale, la necessità di spostare i veicoli spaziali su grandi distanze, e la distanza stessa sono tutti fattori che richiedono soluzioni innovative, tuttavia la tecnologia sta avanzando a un ritmo senza precedenti, e ciò che una volta sembrava impossibile ora entra nel regno del possibile.
In conclusione, l’idea di Einstein di usare il Sole come una lente gravitazionale è un esempio di come la scienza teorica possa ispirare innovazioni pratiche. Mentre ci avviciniamo alla possibilità di realizzare questa visione, ci avviciniamo anche a rispondere ad alcune delle domande più profonde dell’umanità: siamo soli nell’universo? Come sono fatti gli altri mondi? E, forse più importante, cosa possiamo imparare da loro? Con ogni nuovo passo in questa direzione, ci avviciniamo a scoprire non solo l’universo, ma anche noi stessi.
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