La Musica del Cosmo

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La Musica del Cosmo

Dalla radiazione fossile alla sinfonia delle stelle e dei pianeti

di Corrado Ruscica – 13/06/2013

>> http://goo.gl/qtQ1b

Se alziamo lo sguardo al cielo in una notte buia stando lontani da ogni rumore cittadino, ci
rendiamo subito conto non solo della vastità dello spazio, ma soprattutto del suo silenzio surreale.
Già perché dal cielo linformazione viene trasportata principalmente dalla luce, cioè dalle onde
elettromagnetiche di cui locchio umano percepisce solo una parte. Se ciò lo paragoniamo ad un
esempio canoro, sarebbe come ascoltare una melodia con un filtro nelle orecchie che lascia passare
solo alcune note musicali. In questo modo diventa difficile indovinare la canzone che stiamo
ascoltando per cui il suo motivo diventerà incomprensibile. Questo problema era analogo a quello che
dovevano affrontare gli astronomi circa cinquantanni fa quando essi si limitavano, appunto, ad
osservare il cielo solo attraverso la luce visibile. Oggi, grazie ai progressi nel campo della
tecnologia, si sono aperte tutta una serie di finestre osservative dello spettro elettromagnetico per cui disponiamo di una visione più moderna e più completa dellUniverso.

In particolare, possiamo osservare un oggetto celeste a lunghezze donda, o frequenze, diverse in
modo da studiarne le sue caratteristiche e proprietà fisiche ricostruendo il suo passato e magari
prevedendo la sua futura evoluzione, come avviene per esempio nel caso delle stelle. Ora, mentre le
onde elettromagnetiche possono essere trasformate in percezioni visibili dallocchio umano, in
natura esistono anche le onde sonore, cioè onde di densità, che sono prodotte da qualche sorgente e
possono essere interpretate come deformazioni temporali dello spazio: un esempio è la voce (la
sorgente) le cui onde acustiche si propagano nellaria (lo spazio) per poi raggiungere lorecchio
umano. In generale, i corpi celesti possono produrre le onde sonore che si propagano dallinterno
fino alla superficie: la deformazione che esse producono si può misurare e permette di avere
informazioni indirette sulle loro proprietà fisiche. Ma una volta giunte in superficie, le onde
sonore non possono più propagarsi nel vuoto, a differenza delle onde elettromagnetiche, poiché la densità del mezzo risulta troppo bassa e perciò non si formano onde di densità.

Il vagito primordiale

Secondo il modello cosmologico standard, si ritiene che lUniverso sia nato in seguito ad una grande
esplosione iniziale, il Big Bang, che rimane a tuttoggi il più grande enigma astrofisico (vedasi
Enigmi Astrofisici). Questo termine, a cui potrebbe essere attribuito il primo vagito cosmico,
contiene di per sé una contraddizione perché non è stato big, dato che si suppone che tutta la
materia e lenergia fossero contenute in una sorta di punto infinitamente piccolo, quello che gli
astronomi chiamano singolarità, e non cè stato alcun bang, ossia alcun frastuono iniziale, poiché
non cera ancora lo spazio da permettere la propagazione di onde sonore dato che fu lo stesso
big-bang a produrre lo spazio, la materia e lenergia, insomma il nostro Universo. Tuttavia, quasi
400 mila anni dopo, lo spazio diventò sempre più denso e solo allora si formarono le condizioni
fisiche affinchè le onde sonore giunte sulla superficie delle prime strutture cosmiche furono in
grado di propagarsi verso lesterno. Infatti, grazie alla recente missione spaziale del satellite
WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), oggi possiamo rivelare quelle increspature sulla
superficie dellUniverso e, analizzando le tracce delle onde sonore iniziali, possiamo risalire
alla natura del materiale che le ha trasportate durante le fasi primordiali, ottenendo così
informazioni di fondamentale importanza su come è nato e si è evoluto lUniverso.

Ma è possibile ricostruire il vagito cosmico, cioè il suono della grande esplosione iniziale? La
risposta è no per i motivi che abbiamo detto in precedenza. Nonostante ciò, un gruppo di ricercatori
dellUniversità di Washington guidati da John Cramer ha elaborato un modello delleco
dellesplosione iniziale, nota agli astronomi come la radiazione fossile, concludendo che essa non
fu simile a quella di una gigantesca detonazione bensì a quella di un aereo che vola sopra le nostre
teste. Il modello si basa sui dati del satellite WMAP e considera tutte le frequenze in un arco di
tempo che va dal Big Bang fino a circa 760 mila anni dopo, quando cioè lUniverso aveva un diametro
di circa 20 milioni di anni luce. Il suono risultante, però, non è udibile allorecchio umano,
perciò i ricercatori hanno dovuto alzare la frequenza di 100 mila miliardi di miliardi di volte e
ciò che ne risulta assomiglia ad un aereo in avvicinamento che poi si allontana. Secondo alcuni
scienziati, nella radiazione fossile si sono impresse le onde acustiche che si propagavano in un
mezzo primordiale composto da un gas di particelle elementari caratterizzato da regioni più dense e
meno dense. Le perturbazioni nate da queste differenze di densità si propagavano come onde sonore
che sono state catturate dopo 13 miliardi di anni dal satellite WMAP convertendo in suono leco del Big Bang.

Una sinfonia cosmica

Se il suono delleco cosmica assomiglia a quello di un tono grave simile a quello di un
contrabbasso, nel cosmo si possono ascoltare una varietà di suoni misteriosi che provengono
tipicamente dalle stelle, ma anche dai pianeti. Nel caso delle supernovae, che sono ben visibili da
enormi distanze grazie alla loro elevata luminosità, il suono dellesplosione della stella non può
essere percepito, poiché le onde sonore non possono propagarsi nello spazio. Ma cosa succede se
convertiamo le onde luminose di una supernova in un suono percepibile dallorecchio umano? È ciò che
ha realizzato il percussionista della band Grateful Dead e vincitore di un Grammy, Mickey Hart con
il suo progetto musicale Rhythms of the Universe. Grazie alla collaborazione di Keith Jackson, un
informatico di Berkeley e appassionato di musica, una volta eseguita la conversione da onde luminose
a onde sonore, preservando sempre linformazione scientifica, ciò che si sente è una sorta di
vibrazione grave prodotta da un tamburo, inframmezzata da suoni più acuti, quasi come se si avesse
la percezione di udire un terremoto. Nella sua versione canora, il Sole assomiglia ad un gigantesco
organo a canne o ad una potente chitarra e quando dalla corona solare vengono emessi i giganteschi
brillamenti, imponenti vampate che possono raggiungere temperature di milioni di gradi Celsius, si
elevano sibili sottilissimi e risonanze che ci ricordano lambient music. La famosissima nebulosa
del Granchio, una stella esplosa nel 1054 ed osservata per la prima volta dagli astronomi cinesi e
arabi, ospita una pulsar, cioè una sorgente stellare pulsante che emette onde radio.

Qui, le intense radiazioni elettromagnetiche, dovute alla rapida rotazione della stella di neutroni
i cui impulsi hanno un periodo di 33 millisecondi, ricordano una sorta musica percussionistica
caratterizzata da uno schiocco secco, periodico e regolare. Nel caso dei pianeti un esempio per
tutti è Giove che quando interagisce gravitazionalmente con la luna più vicina, Io, produce una
sequenza sonora che può durare anche molte ore. Inoltre, sempre nel sistema di Giove, unici sono i
suoni prodotti dalle aurore che si formano su Ganimede. Più di recente, la sonda Cassini-Huygens ha
registrato leco dei turbini che martellano latmosfera di Saturno. Infine, sopra le nostre teste un
po di romanticismo ci viene dato dalle stelle cadenti che producono suoni attraversando latmosfera
terrestre manifestandosi come meteore. Insomma, quasi tutti i corpi celesti vibrano come strumenti
musicali e perciò producono i suoni più svariati: dal mormorio al rombo, dal fruscio al clic fino al
rumore puro. Se poi un giorno si dimostrerà vero che lUniverso non è composto da particelle
elementari bensì da stringhe infinitamente piccole, come descritto dalla teoria delle stringhe,
allora la sinfonia cosmica potrebbe essere composta, in definitiva, dalle vibrazioni di questi
filamenti sottili accompagnate dai suoni emessi da ogni oggetto celeste quale componente di una grandiosa orchestra.

Sitografia
Spacesounds: spacesounds.com

Questo articolo è tratto dalla rivista 42

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Scienza e Conoscenza – N. 42
Nuove scienze e antica saggezza per svelare i misteri della vita Editore: Scienza e Conoscenza – Editore
Data pubblicazione: Novembre 2012
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