Quante volte abbiamo alzato gli occhi al cielo, meravigliandoci di quanto fosse immensa la volta celeste. Da sempre l’uomo ha capito di essere un granello di sabbia nell’immensa natura che lo circonda. Ma c’è qualcosa che fa parte dell’uomo paragonabile alla grandezza dell’universo, il suo pensiero. Se non fosse stata per la grandezza del pensiero dell’uomo, non avremmo mai avuto modo di comprendere l’infinitamente grande e l’infinitamente piccolo che ogni giorno influenzano le nostre azioni, le nostre emozioni e le nostre vite. Questo sarà un viaggio che parte dall’uomo e andrà nella parte più intima della materia per arrivare ai limiti dell’universo osservabile.

Dentro la materia

Intorno al XVII secolo si andavano diffondendo i primi microscopi. Da quel momento, le attrezzature e le tecnologie usate, sono state migliorate per penetrare sempre più nella materia così da capirne le sue strutture e i fenomeni legati ad essi. Si è riusciti a comprendere come la minima parte della materia, con cui ogni giorno abbiamo a che fare,  siano gli atomi. Scendendo sempre più giù ci addentriamo dentro i fenomeni quantistici, dove il mondo della fisica classica non è in grado di spiegarne i fenomeni, i cui corpi, che rispondono a leggi da far girare la testa anche ai più grandi fisici, costituiscono gli atomi stessi (quark, gluoni, fermioni, muoni, ecc.) e sono catalogate e descritte dal modello standard delle particelle. Esiste un limite minimo da cui non è possibile scendere oltre le viscere della materia? Le  teorie proposte dalla fisica, legano questo limite alla struttura dello spaziotempo stesso! Ad esempio per la teoria quantistica dei campi è la schiuma quantistica la struttura minima, in cui lo spazio ribollirebbe a causa di fluttuazioni di energia e transizioni di fase. Mentre per la teoria delle stringhe, la struttura minima, è data dalla manifestazione di entità fisiche fondamentali dette appunto “stringhe”, le quali vibrando generano la materia e le radiazioni che ci circondano. Dalle forze che legano gli atomi, è stata possibile la formazione delle prime molecole. Unendosi hanno dato vita a composti più o meno complessi in natura, come l’acqua o il DNA, permettendo la formazione di sistemi biologici ed inorganici, materia di cui è fatto l’universo.

I diversi ordini di grandezza della materia:
1. Materia (macroscopico)
2. Struttura molecolare (atomi)
3. Atomi (neutroni, protoni, elettroni)
4. Elettroni
5. Quark
6. Stringhe

Sopra le nostre teste

È stato proprio dal cielo, il punto da cui l’uomo ha cominciato a chiedersi cosa ci fosse oltre il proprio mondo. Il primo che cercò, sperimentalmente, di spiegare da cosa fosse costituito il firmamento, fu Galileo, che con la costruzione del suo telescopio, riuscì a vedere i pianeti presenti nel nostro sistema solare, inaugurando la nascita delle osservazioni spaziali. L’evoluzione dei telescopi ci ha portato a comprendere quanto realmente, l’uomo e il proprio tempo che avrebbe vissuto nell’universo, fosse pressoché insignificante rispetto alla vita dell’universo stesso. A seguito della Seconda Guerra Mondiale, la corsa allo spazio ha permesso l’evoluzione ed il progredire delle osservazioni spaziali. È stato osservato, infatti, che il nostro sistema solare si trova in una zona di un sistema ancor più complesso, la nostra galassia, la Via Lattea. La locazione del nostro sistema solare nell’universo ha permesso di stabilire non solo la posizione, ma anche la distanza che ci divide con gli altri corpi. Di seguito saranno elencate le distanze intergalattiche.

• Sistema Solare (escludendo Nube di Oort) – 1921 Unità Astronomiche
• Gruppo Stellare Locale, qui nelle vicinanze del Sole – 65 anni luce in diametro
• Via Lattea – 120.000 anni luce in diametro
• Gruppo Locale di Galassi: Contiene Via Lattea, Andromeda, Trinagulum (M33), ed una dozzina di altre galassie nane. – Diametro: 6.5 milioni di anni luce
• Super Ammasso di Galassie, contenete vari ammassi più piccoli, grande circa 130 milioni di anni luce in diametro
• Il gruppo locale di superammassi di galassie – circa 300 milioni di anni luce
• Universo osservabile: diametro – 93 miliardi di anni luce

Da queste misure capiamo come la Terra si trovi in un’infinitesima parte dell’universo. Ma esiste un limite massimo? Gli studi indicano un universo in espansione, il quale prima o poi, sarà destinato o ad implodere per poi espandersi nuovamente (teorie dell’universo ciclico), o ad uno strappo nel tessuto spaziotemporale (teorie dell’universo finito) o ad un un universo continuo in cui gravità ed entropia rimangono uguali (teorie dell’universo eterno).

L’universo, sin dalla sua nascita, è influenzato dai fenomeni dell’infinitamente piccolo. Esso ci fa vedere come qualcosa di estremamente piccolo, come un atomo di Idrogeno, sia essenziale nel funzionamento di qualcosa per noi colossale, come il Sole. Le reazioni nucleari del Sole, infatti, sono date proprio dall’unione di due atomi di idrogeno a temperature nell’ordine di milioni di gradi. L’incontro, così naturale, degli estremi di grandezza, rendono l’universo come lo vediamo, dando una sensazione di perfezione e caos allo stesso tempo.

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