Capitolo 15: Tutta la storia in una giornata di lavoro

Notte 178: Fare i bagagli per tornare a casa

Il giorno 178 della missione fu l’ultimo giorno intero di Noor sulla stazione. Il giorno dopo lei, Tomás e Ade sarebbero saliti sul piccolo veicolo spaziale che li aveva portati lì, avrebbero chiuso il portello e avrebbero cominciato il viaggio di ritorno. Qualche giorno prima era arrivato un nuovo equipaggio, e la stazione era più piena e più rumorosa del solito. In ogni angolo sembrava esserci qualcuno che imparava dove erano custodite le cose, faceva domande e rideva del modo in cui i nuovi arrivati urtavano le pareti, come aveva fatto Noor nella sua prima settimana.

Noor passò la maggior parte della giornata a fare i bagagli e a passare le consegne. Nel veicolo spaziale c’è pochissimo spazio per gli oggetti personali, quindi aveva solo una piccola borsa. Ci mise qualche fotografia, una lettera di Sami, un quaderno pieno di piccoli disegni della Terra e il panno morbido che aveva usato per pulire la grande finestra. Tutto il resto lo lasciò al nuovo equipaggio o lo imballò nel carico da rimandare indietro più tardi. Passò due ore con l’ingegnera di volo appena arrivata, mostrandole gli esperimenti, il gancio difficile di un armadietto e il punto in cui il sistema dell’acqua fa uno strano rumore del tutto normale.

Nel tardo pomeriggio Noor scattò le sue ultime fotografie della Terra. Durante la sua permanenza ne aveva scattate migliaia, di oceani, deserti, fiumi, ghiacci e luci dei paesi di notte. Quel giorno non cercò di fare belle foto. Voleva semplicemente ricordare. Guardò un’altra alba allargarsi lungo il bordo del pianeta, poi un altro tramonto, e si accorse che dopo sei mesi non riusciva ancora a descriverne bene i colori. Forse nessuno ci riesce.

Fece anche il suo allenamento, come ogni giorno. Ora contava ancora di più. Dopo sei mesi di assenza di peso, il suo corpo si era abituato a fluttuare. Le ossa e i muscoli si erano un po’ indeboliti, nonostante tutto il lavoro sul tapis roulant e sulla macchina per il sollevamento. Tornata sulla Terra, avrebbe avuto bisogno di settimane di esercizio attento per sentirsi di nuovo a casa nella gravità. I primi giorni sarebbero stati duri. Molti astronauti raccontano che, per un po’ dopo l’atterraggio, perfino la loro testa sembra pesante.

La sera il vecchio e il nuovo equipaggio cenarono insieme. Tomás suonò un po’ di musica. Ade fece un breve discorso fatto soprattutto di battute. Poi, uno dopo l’altro, tutti si allontanarono fluttuando per andare a dormire. Noor andò alla grande finestra per l’ultimo lungo sguardo della sua permanenza. La Terra girava sotto di lei, azzurra, bianca e buia, e le stelle brillavano sopra la sottile linea dell’aria.

Prima, quel giorno, Sami le aveva mandato un messaggio. «Ultima notte lassù», scriveva. «Mi hai raccontato così tante storie. Puoi raccontarmi tutto insieme? Dall’inizio fino a adesso. Stanotte ho una pausa breve.» Noor ci pensò per un po’. Poi decise di raccontarla in un modo che una persona che lavora avrebbe capito: come un’unica giornata di lavoro.

Dalla mezzanotte al mattino

Immagina che tutta la storia dell’universo, circa 13,8 miliardi di anni, sia compressa in un solo giorno di 24 ore. L’universo comincia a mezzanotte, e il momento presente è la mezzanotte successiva. Su questa scala, un’ora corrisponde a circa 575 milioni di anni, un minuto a circa 9,6 milioni di anni e un secondo a circa 160.000 anni. Tutto ciò di cui abbiamo parlato in queste quindici notti sta in questo solo giorno.

A mezzanotte l’universo è estremamente caldo e denso, e comincia a espandersi e a raffreddarsi. Qualunque cosa sia accaduta nel primissimo istante, non lo sappiamo: come abbiamo visto, la nostra fisica non riesce ancora a descriverlo. Se l’inflazione c’è stata, si è conclusa in una minuscola frazione del primissimo istante. Entro la prima frazione di secondo si sono riuniti i mattoni di protoni e neutroni. Entro i primi minuti sono stati prodotti l’elio e un po’ di litio. Sul nostro orologio tutto questo avviene in molto meno del primo secondo dopo la mezzanotte, un tempo troppo breve per accorgersene.

Poco meno di due secondi e mezzo dopo la mezzanotte, la nebbia si dirada. È il momento, circa 380.000 anni dopo l’inizio, in cui si formano gli atomi e la luce più antica comincia il suo lungo viaggio. Quella luce sta ancora arrivando oggi ai nostri telescopi, stirata in microonde. Poi comincia l’età oscura cosmica. Per un po’ non ci sono stelle, solo gas che si raccoglie lentamente in grumi sotto la gravità, guidato dall’attrazione invisibile della materia oscura.

Probabilmente entro la prima mezz’ora circa dopo la mezzanotte si accendono le prime stelle. Non sappiamo ancora esattamente quando, e non abbiamo ancora visto con certezza le primissime stelle. Molte di esse sono probabilmente enormi e di vita breve, e la loro luce dissipa lentamente di nuovo il buio. Nelle prime ore del mattino le galassie si formano, crescono e si fondono. Le minuscole increspature viste nella luce più antica stanno diventando la grande ragnatela delle galassie.

Vale la pena dire che questo orologio è un’immagine, non un orario esatto. Alcuni dei suoi orari sono conosciuti molto bene, per esempio l’età dell’universo, il momento della luce più antica e l’età del Sole e della Terra. Altri, come il momento in cui si accesero le prime stelle o quello in cui cominciò la vita, sono ancora allo studio, e potrebbero spostarsi un po’ con l’arrivo di nuove misure. Ma la forma generale della giornata è chiara, ed è stata verificata in molti modi indipendenti.

Per il resto della notte e per tutta la mattina, l’universo è indaffarato. Le galassie crescono, compresa la nostra Via Lattea. Generazioni di stelle nascono e muoiono. Le grandi stelle esplodono e disperdono carbonio, ossigeno, ferro e altri elementi. Le stelle di neutroni si scontrano e producono elementi pesanti come l’oro. Ogni generazione lascia le nubi tra le stelle un po’ più ricche di prima. A mezzogiorno l’universo lavora già da metà della sua vita, e ancora non ci sono né il Sole né la Terra.

Pomeriggio e sera

Nel pomeriggio qualcosa cambia sullo sfondo. Per la prima parte della giornata, l’espansione dell’universo ha rallentato, frenata dalla gravità di tutta la materia che contiene. Ma mentre lo spazio si stira e la materia si dirada, la misteriosa energia oscura comincia a prendere il sopravvento. A un certo punto del pomeriggio, l’espansione comincia ad accelerare. Sta ancora accelerando quando la giornata finisce.

Verso le quattro del pomeriggio, in una galassia qualunque, una nube di gas e polvere collassa. È piena di elementi prodotti da molte stelle precedenti. Al suo centro il Sole comincia a brillare. Intorno a lui un disco in rotazione forma i pianeti, e uno di essi è la Terra. Poco dopo, qualcosa di grande si schianta contro la Terra giovane, e dai detriti nasce la Luna. All’inizio la Terra è calda, martoriata e senza oceani. Ma si raffredda, e l’acqua si raccoglie sulla sua superficie.

Verso le sei di sera, o forse un po’ prima, compaiono sulla Terra i primi segni di vita conosciuti. Sono minuscoli e semplici, e gli scienziati discutono ancora su quando e come esattamente siano cominciati. Per ore del nostro orologio, la vita resta piccola. Durante la sera cambia lentamente gli oceani e l’aria. A tarda sera compaiono esseri viventi più grandi, e più tardi ancora piante e animali si diffondono sulla terraferma.

Circa sette minuti prima di mezzanotte, un grande corpo venuto dallo spazio colpisce la Terra, e l’epoca dei dinosauri finisce. I mammiferi, che avevano vissuto accanto ai dinosauri soprattutto come piccoli animali, cominciano a diffondersi e a cambiare. Nell’ultimo minuto della giornata compaiono gli antenati delle persone.

Gli esseri umani moderni arrivano solo circa due secondi prima di mezzanotte. Tutta la storia scritta, ogni libro e ogni giornata di lavoro che qualcuno abbia mai registrato, sta in una minuscola frazione dell’ultimissimo secondo. I primi astronomi che annotarono con cura le posizioni delle stelle, le persone che misurarono la velocità della luce, la donna che studiava le stelle pulsanti sulle lastre fotografiche, gli ingegneri che sentirono il fruscio della luce più antica, e Noor che stanotte guarda fuori dalla sua finestra, vivono tutti in quell’ultimo lampo di tempo.

È un’immagine che rende umili, ma non deve per forza mettere tristezza. In quell’ultima frazione di secondo, una parte dell’universo, fatta di idrogeno dei primi minuti e di elementi di molte stelle, è diventata capace di guardarsi indietro e di capire da dove viene. Siamo arrivati tardi alla giornata. Ma siamo ritardatari che sanno leggere l’orologio.

Che cosa viene dopo

Il messaggio di Sami chiedeva la storia «fino a adesso». Ma a una giornata di lavoro ne segue un’altra, e anche l’universo ha un futuro. Che cosa possiamo dirne? Alcune cose sono ben comprese. Altre non sono affatto note.

Il Sole è a metà della sua vita. Tra circa 5 miliardi di anni comincerà a esaurire l’idrogeno nel suo nucleo. Si gonfierà diventando una gigante rossa, molto più grande e più fredda di oggi, e i pianeti interni saranno bruciati o inghiottiti. Più tardi spingerà dolcemente i suoi strati esterni nello spazio e diventerà una piccola nana bianca che si raffredda lentamente. È la vita normale di una stella come il Sole, e gli astronomi possono vedere altrove nella galassia stelle in ciascuna di queste fasi.

Tra circa 4-5 miliardi di anni, la Via Lattea e la galassia di Andromeda dovrebbero avvicinarsi moltissimo, anche se le loro traiettorie esatte sono ancora in fase di misura. Come abbiamo visto in una notte precedente, anche se si incontreranno, le stelle stesse non si scontreranno quasi mai, perché gli spazi tra di esse sono enormi. Nel corso di un lungo periodo, le due galassie potrebbero fondersi in un’unica galassia più grande. Se in quell’epoca qualcuno guarderà il cielo da un pianeta, la notte apparirà molto diversa, con nuove fasce e nubi di stelle.

Il futuro lontano dell’intero universo è meno certo. Se l’energia oscura resterà come sembra essere adesso, l’espansione continuerà ad accelerare. Le galassie molto al di là del nostro gruppo si allontaneranno sempre più in fretta, e in tempi lunghissimi la loro luce svanirà alla vista. Le stelle continueranno a nascere per moltissimo tempo, ma il gas di cui hanno bisogno si esaurirà lentamente. In un futuro estremamente lontano, l’universo potrebbe diventare buio e freddo. Ma tutto questo dipende dalla natura dell’energia oscura, che non comprendiamo. Così è più onesto dire che il futuro lontano è una domanda aperta piuttosto che descriverlo come una fine certa.

Il piacere delle domande aperte

In queste quindici notti abbiamo incontrato molte domande aperte. Che cosa accadde nel primissimo istante, e c’era qualcosa prima? L’inflazione c’è stata davvero? Perché c’era un po’ più materia che antimateria? Che cos’è la materia oscura? Che cos’è l’energia oscura? Perché due modi accurati di misurare l’espansione danno risposte diverse? Quanto è grande l’intero universo? Come è cominciata la vita sulla Terra, e c’è vita da qualche altra parte? Nessuna di queste domande ha oggi una risposta definitiva.

Può sembrare un modo deludente di chiudere un libro. Ma la storia di questa disciplina suggerisce un altro modo di vederla. Poco più di cento anni fa, molti astronomi credevano che la Via Lattea fosse l’intero universo. Nessuno sapeva che lo spazio si stava stirando. Nessuno sapeva che cosa facesse brillare il Sole. Nessuno aveva sentito la luce più antica o sapeva da dove venissero gli elementi del proprio corpo. Ognuna di quelle domande ha trovato risposta grazie a persone al lavoro, che misuravano, calcolavano, controllavano e discutevano, spesso per anni.

Molte di quelle persone non erano famose ai loro tempi. Alcune erano assunte per fare un lavoro paziente e ripetitivo, come misurare la luminosità delle stelle su lastre di vetro. Alcune cercavano di risolvere un problema ordinario, come un rumore in un’antenna, e trovarono invece qualcosa di straordinario. Alcune fecero i loro ragionamenti più importanti accanto ad altri impegni, come l’insegnamento. L’inizio dell’universo non è stato scoperto in un solo lampo di genio. È stato ricostruito pezzo dopo pezzo, nel corso di un secolo, da molte persone che lavoravano, ciascuna aggiungendo una parte.

Oggi lo stesso tipo di lavoro continua. Ci sono telescopi nello spazio e a terra, strumenti che percepiscono le increspature nello spazio stesso e macchine sulla Terra che ricreano minuscole gocce del calore dell’universo primordiale. Da qualche parte, stanotte, ci sono persone che controllano dati, riparano apparecchiature e scrivono appunti accurati. Alcune delle domande aperte di oggi troveranno risposta nel corso della tua vita. Altre potrebbero aspettare persone che non sono ancora nate. Non è un fallimento. È così che si porta avanti un lavoro lungo.

C’è in questo un tipo di piacere che molte persone che lavorano riconosceranno. I giorni migliori al lavoro non sono sempre quelli in cui tutto è finito. A volte sono quelli in cui un problema difficile comincia finalmente ad avere senso, o in cui vedi un nuovo modo di affrontarlo. L’astronomia ha davanti a sé molti giorni così. Una domanda che non ha ancora risposta non è una porta chiusa. È un lavoro che sta ancora aspettando qualcuno, ed è una cosa piena di speranza.

L’ultimo messaggio per Sami

Noor scrisse il suo messaggio con calma, fluttuando vicino alla finestra, con la Terra che girava sotto di lei. Cercò di renderlo abbastanza breve per una pausa tra una consegna e l’altra.

«Ecco tutta la storia come un’unica giornata di lavoro», scrisse. «A mezzanotte comincia l’universo, caldo e denso, e comincia a stirarsi. Nel primo secondo vengono prodotti i primi elementi. Entro la prima mezz’ora circa si accendono le prime stelle. Per tutta la mattina stelle e galassie crescono, muoiono e producono nuovi elementi. Verso le quattro del pomeriggio nascono il Sole e la Terra, da una nube di vecchia polvere di stelle. Verso le sei di sera compaiono i primi segni di vita. Sette minuti prima di mezzanotte finiscono i dinosauri. Le persone arrivano due secondi prima di mezzanotte. E proprio adesso, alla fine della giornata, un autista di furgoni e sua sorella stanno parlando di tutto questo. A presto. Continua a guardare in alto.»

Alle tre del mattino, su una strada silenziosa molto più in basso, Sami parcheggiò per la pausa. Lesse il messaggio con calma. Poi scese dalla cabina, stirò la schiena stanca e alzò lo sguardo. Tra le nuvole brillavano alcune stelle luminose. Da qualche parte lassù, nascosta nell’ombra della Terra a quell’ora, una stazione attraversava il cielo con sua sorella a bordo. Rispose con tre parole soltanto: «Torna in sicurezza.»

Noor lesse la sua risposta poco prima di addormentarsi, raggomitolata nel sacco a pelo per l’ultima volta sulla stazione. Il giorno dopo ci sarebbero stati il portello, la lunga caduta attraverso l’atmosfera, il calore fuori dai piccoli finestrini, i paracadute e infine l’attrazione pesante e meravigliosa della Terra. Quella notte c’erano solo il ronzio morbido delle ventole e il ricordo di centosettantotto giorni di albe. Chiuse gli occhi.

Ora la storia passa a te. Domani, o in una qualsiasi sera limpida dopo il lavoro, esci all’aperto per qualche minuto. Non ti servono un telescopio né una montagna buia. Guarda in alto ciò che riesci a vedere: la Luna, qualche stella luminosa, forse un pianeta. Ricorda che la luce che arriva ai tuoi occhi ha viaggiato per secondi, minuti o anni per incontrarti. Ricorda che gli atomi del tuo corpo sono stati prodotti nei primi minuti dell’universo e nel cuore delle stelle. E ricorda che ci sono persone che continuano a lavorare, notte dopo notte, per capire il resto. Anche tu fai parte della storia, nell’ultimo secondo di una giornata lunghissima.

Equivoci comuni

Molti pensano che astronomia e astrologia siano la stessa cosa, o due facce di un’unica materia, perché entrambe guardano le stelle e i pianeti ed entrambe hanno nomi simili. Molto tempo fa, le due erano spesso praticate dalle stesse persone. Ma oggi sono completamente diverse. L’astronomia è la scienza che studia che cosa sono le stelle, i pianeti e le galassie e come funzionano, e verifica le sue idee confrontandole con misure accurate. L’astrologia sostiene che le posizioni dei pianeti e delle stelle diano forma al carattere e alla vita delle persone, e queste affermazioni non sono sostenute da prove. Alcune persone leggono l’oroscopo per divertimento, ed è una loro scelta, ma l’astrologia non fa parte dell’astronomia.

Molti pensano anche che l’universo finirà presto, o che la sua fine sia qualcosa di cui preoccuparsi. A volte film spettacolari e titoli di giornale danno questa impressione. In realtà i cambiamenti descritti stanotte avvengono nel corso di miliardi di anni e più. Il Sole ha ancora davanti a sé circa 5 miliardi di anni di vita stabile. Qualsiasi incontro con la galassia di Andromeda è lontano miliardi di anni. Qualunque sarà il futuro lontano dell’universo, è così distante che non ha niente a che fare con la vita di chi è vivo oggi, né con quella dei suoi figli o dei suoi nipoti.

Infine, alcuni pensano che la scienza abbia concluso la storia dell’universo o, al contrario, che, poiché ci sono ancora domande aperte, la scienza non sappia proprio niente. Nessuna delle due cose è vera. Alcune parti della storia sono conosciute molto bene: l’universo ha circa 13,8 miliardi di anni, si sta espandendo, un tempo era caldo e denso, la luce più antica riempie il cielo e gli elementi più leggeri sono stati prodotti nei primi minuti. Altre parti, come la materia oscura, l’energia oscura e il primissimo istante, sono ancora sconosciute. Sapere bene alcune cose e non sapere ancora altre è lo stato normale di una scienza viva. La storia si sta ancora scrivendo, e in ogni notte limpida ti aspetta sopra la testa.