Cosa ci viene in mente quando pensiamo allo Spazio? identificandolo con un ambiente chiuso e immenso possiamo dire che un luogo spazioso non significa necessariamente vuoto. Indica semplicemente che c’è abbastanza spazio per muoversi attorno agli oggetti al suo interno. Allo stesso modo, lo Spazio esterno non è completamente vuoto. È vasto e in continua espansione, ma contiene diversi elementi.
La vastità dello Spazio
Alcuni di noi possono essersi posti domande su come e quanto sono lontane le nuvole, cosa c’è oltre la Terra e quanto è vasto lo Spazio. La Terra è circondata da diversi strati di vari gas. A livello del mare, l’atmosfera terrestre contiene circa 100 miliardi di molecole per centimetro cubo. Man mano che saliamo, l’atmosfera diventa sempre più sottile.
La linea di Kármán
A un’altitudine di circa 80-100 km, non c’è abbastanza aria per far volare gli aerei. Questo confine, che separa l’atmosfera terrestre dallo Spazio esterno, è chiamato linea di Kármán, dal nome dell’ingegnere e fisico ungherese-americano Theodore von Kármán. Tutto quello che si trova al di sopra della linea di Kármán è chiamato Spazio.
La densità può variare, ma, in media, è di circa 1 atomo per centimetro cubo. Immaginate: un cubo di atmosfera terrestre delle dimensioni di un dado contiene miliardi di particelle d’aria, ma lo stesso cubo delle stesse dimensioni contiene solo una o due particelle.
Si tratta di un vuoto vasto, quasi perfetto, in gran parte privo di materia. Questo vuoto contiene pochissime particelle rispetto all’atmosfera terrestre. Tuttavia, non è completamente vuoto.
Lo Spazio è punteggiato da materia sparsa chiamata mezzo interstellare, che include atomi di idrogeno ed elio. Questi sono gli elementi più comuni, ed esistono sia in forma carica che neutra. Il mezzo interstellare contiene anche polvere cosmica, minuscole particelle di vari elementi, tra cui carbonio e silicio.
Le particelle ad alta energia chiamate raggi cosmici, che sono principalmente protoni e nuclei di atomi, viaggiano a una velocità prossima a quella della luce. I raggi cosmici provengono da varie stelle, tra cui il nostro Sole, così come dalle supernovae, dal materiale che precipita nei buchi neri, dalle galassie in collisione e altro ancora.
Lo Spazio è pieno di varie forme di radiazione, tra cui la radiazione cosmica di fondo a microonde. Si tratta di calore residuo dall’origine dell’Universo. Anche gli eventi cosmici ad alta energia come le supernovae e i buchi neri emettono raggi X e raggi gamma. Anche i campi magnetici generati da stelle, pianeti e molti altri corpi celesti lo permeano. Questi campi influenzano il moto delle particelle cariche attraendole o respingendole come magneti.
Gli scienziati hanno previsto che una forma di materia ancora sconosciuta che non emette luce o energia, chiamata materia oscura, costituisca una porzione significativa della massa dell’Universo. I ricercatori suppongono che esista perché possono vedere la sua attrazione gravitazionale su altra materia visibile.
Allo stesso modo, gli scienziati hanno altresì previsto che una misteriosa forma di energia chiamata energia oscura stia guidando l’espansione accelerata dell’Universo. A differenza della materia oscura, l’energia oscura non è correlata alla materia o alle forze gravitazionali, ma è una proprietà dello spazio stesso.
Immaginiamo l’Universo come un palloncino. La materia oscura è come il materiale del palloncino, che ne influenza la forma, mentre l’energia oscura è come l’aria che vi viene pompata dentro. Non cambia il materiale del palloncino, ma influenza la velocità con cui il palloncino si espande.
Anche lo Spazio può deformarsi. Immaginiamolo come un grande trampolino elastico. Se mettiamo una palla pesante, come una palla da bowling, al centro del trampolino, questa fa una grande flessione verso il basso. Questa flessione è simile a come lo Spazio si deforma attorno a qualcosa di grande, come un pianeta o una stella. Più grande è la palla, più forte è la gravità e più profonda è la flessione.
Infine, immaginiamo di illuminare il trampolino con una torcia. Se la luce si avvicina alla depressione creata dalla palla da bowling, potrebbe piegarsi un po’ mentre viaggia. È come la luce che si piega quando passa vicino a un oggetto molto grande nello spazio, come una galassia.
Pensiamo a un buco nero, che ha una gravità enorme, come a un avvallamento ancora più grande e profondo nel trampolino. Se facessimo rotolare una biglia troppo vicino a questo avvallamento super-profondo, cadrebbe dentro e scomparirebbe, proprio come le cose possono essere trascinate in un buco nero nello Spazio e non possono scappare, quindi, può deformarsi o piegarsi attorno a oggetti di grandi dimensioni sottoposti a molta gravità, proprio come un trampolino che si piega quando ci si mette sopra una palla pesante.
Conclusioni
Lo Spazio è più di un semplice vuoto. Contiene un mix di particelle, radiazioni, campi magnetici e misteriose forme di materia ed energia, come se fosse un parco giochi 3D, al cui interno esistono oggetti come stelle, pianeti, nebulose e galassie che insieme costituiscono il nostro affascinante e complesso Universo.
