Il Meeting di Rimini che inizia oggi mette a tema la mancanza, l’esigenza radicale dell’uomo di andare sempre oltre, di non accontentarsi di una conquista o di un obiettivo raggiunto, in qualunque campo. Nella ricerca scientifica questa esperienza umana è continuamente richiamata, anche se spesso è mascherata dalla momentanea esaltazione per le nuove possibilità strumentali e teoriche che sembrano rispondere a ogni interrogativo. Ma a uno sguardo appena un po’ attento, ci si accorge che è quello che manca ad attrarre l’interesse degli scienziati, a tutti i livelli, da quello nanoscopico e microscopico all’infinitamente grande che si spalanca sotto l’occhio sensibile delle più avanzate apparecchiature.
Nel caso della nostra conoscenza dell’universo, nonostante i grandiosi successi anche delle più recenti missioni spaziali, sappiamo che ci manca all’appello il 95% della materia-energia globale: quello che conosciamo è solo una piccola parte del grande scenario cosmico. E per esplorare la parte mancante si stanno avviando ulteriori ingenti programmi. Come quello in cui è coinvolto l’astrofisico italiano Duccio Macchetto, che interverrà nell’incontro conclusivo del Meeting per parlarci della “nostalgia delle stelle”, insieme all’astronauta Roberto Vittori e con l’introduzione di Marco Bersanelli.
Macchetto, ben noto al pubblico del Meeting, è Emeritus Astronomer allo Space Telescope Science Institute di Baltimora ed è stato per molti anni direttore scientifico del Telescopio Hubble; ora è già al lavoro sul telescopio spaziale che raccoglierà l’eredità di Hubble e cercherà di colmare alcune delle più clamorose “mancanze” nella nostra visione del cosmo della sua storia. Il nuovo telescopio è il James Webb Space Telescope (JWST) ed è il più potente telescopio spaziale in costruzione con i suoi 6,5 metri di diametro; è frutto della collaborazione tra la Nasa e l’Esa (Agenzia Spaziale Europea) e sarà lanciato da un razzo Ariane 5 nel 2018.
Quali sono le domande alle quali si vuole trovare risposta con questo nuovo potente telescopio spaziale? «Questo progetto si pone al centro di quella che noi chiamiamo la ricerca delle “origini”; cioè l’origine dell’universo, l’origine delle galassie e delle stelle che le formano e anche l’origine della vita stessa. Con JWST si dovrebbe se non risolvere del tutto almeno limitare le possibili teorie sulla forma dell’energia oscura, cioè la forza responsabile dell’accelerazione dell’universo. Per ora non sappiamo nemmeno se questa forza è uniforme e costante in tutte le direzioni, o se può cambiare segno in futuro e diventare una forza di attrazione e non di espansione. Studiando l’espansione dell’universo a distanze non raggiungibili da Hubble dovremmo poter almeno rispondere a queste domande».
Macchetto segnala tra le “mancanze” quel mistero che dura ormai da troppi anni: «l’universo sembra essere composto per la maggior parte di materia che noi chiamiamo oscura perché non produce luce (come fanno invece le stelle). Ci sono parecchie teorie sulla composizione di quello che costituisce almeno il 90% della materia dell’universo ma purtroppo le osservazioni attuali non sembrano favorire nessuna di queste ipotesi. Nelle prossime due decadi dovremmo trovare soluzione anche a questo problema, che ha straordinaria importanza sia per definire la futura evoluzione dell’universo, sia per chiarire quali tra le diverse possibili versioni del Big Bang che diede origine all’universo è quella corretta».
Il programma del JWST sarà quello di osservare le prime stelle e galassie che si sono formate nell’universo poche centinai di milioni di anni dopo il Big Bang, studiare la forma e l’architettura dell’universo, esaminare come le galassie evolvono nel tempo e capire come le stelle e i pianeti si formano e interagiscono tra loro. «Vogliamo anche capire come l’universo è arrivato ad avere la composizione chimica attuale, senza la quale mancherebbe il materiale di base per dare origine alla vita».
La risposta a queste domande richiede osservazioni di oggetti che si sono formati nei primissimi tempi dell’universo e la cui radiazione è spostata verso lunghezze d’onda che cadono nell’infrarosso data la velocità di espansione dell’universo stesso. «Il JWST sarà costruito appunto per osservare quelle frequenze e potrà vedere oggetti 400 volte più deboli di quelli che si possono vedere con i più grossi telescopi dalla Terra».
Un altro campo nel quale Macchetto prevede un enorme espansione di interesse sia a livello scientifico che a livello del grande pubblico è la “astrobiologia”, che unisce i biologi e gli astronomi nella grande ricerca degli origini della vita. «Nei prossimi vent’anni dovremo essere in grado di dare risposte almeno parziali a domande fondamentali quali: come incomincia ed evolve la vita? esiste la vita altrove nell’universo? quale sarà il futuro della vita sulla nostra Terra e altrove?».
Uno schema di attacco a questi problemi, secondo l’astrofisico italiano, deve per forza incominciare dallo studio dell’origine della vita sulla Terra, determinare i principi responsabili dell’organizzazione della materia in sistemi che hanno vita, esplorare come la vita evolve a livello molecolare, di microorganismo e di ecosistema, determinare i processi che hanno portato alla formazione della biosfera terrestre e la sua evoluzione sulla Terra. «Per poter rispondere alla domanda se la vita esiste altrove nell’universo, dobbiamo sapere quali sono i limiti fisici entro i quali la vita può esistere e sopravvivere, e cercare pianeti simili al nostro, determinare quali sono le condizioni che rendono un pianeta abitabile e quante probabilità ha l’ipotesi che questi pianeti esistano nella nostra galassia e nell’universo. Dobbiamo poi saper riconoscere le caratteristiche della vita, e misurarle a distanza su altri pianeti. Per incominciare, potremo studiare e addirittura misurare queste possibilità nei pianeti e satelliti del nostro sistema solare con l’esplorazione di Marte, Europa, Ganimede eccetera. Alla fine dovremo capire come i diversi ecosistemi rispondano ai cambiamenti prodotti dalla vita stessa. Sulla nostra Terra possiamo già vedere il risultato del riscaldamento globale prodotto dagli esseri umani; dobbiamo capire come il nostro e altri pianeti rispondono a lungo termine a questi mutamenti del loro ecosistema».
Il programma di studio e lavoro descritto da Macchetto vede l’astronomia al centro di una nuova disciplina e metodologia «che ci porterà a poter affrontare interrogativi importanti dal punto di vista scientifico e filosofico, che hanno anche importanti conseguenze e ripercussioni nella nostra vita di tutti i giorni e per il nostro futuro di esseri umani su questa Terra».
