Cosa ti viene in mente quando pensi allo spazio? Immagina un amico che si vanta di un edificio spazioso, uno stadio o un museo che ha visitato di recente. Immagini l’edificio come vasto ed espansivo? È semplicemente molto grande o sembra vuoto?
La parola 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 un sacco di cose.
Indice
Dove inizia 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.
A un’altitudine di circa 80-100 km, non c’è più 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 ciò che si trova al di sopra della linea di Kármán è chiamato spazio.
La densità dello spazio può variare, ma in media è di circa 1 atomo per centimetro cubo. Immagina – un cubo delle dimensioni di un dado dell’atmosfera terrestre contiene miliardi di particelle d’aria. Ma nello spazio, lo stesso cubo contiene solo una o due particelle.
Il mezzo interstellare e la radiazione
Lo spazio, è 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 nello spazio, 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, sparse nello spazio.
Le particelle ad alta energia chiamate raggi cosmici, che sono principalmente protoni e nuclei di atomi, viaggiano nello spazio a una velocità prossima a quella della luce. I raggi cosmici provengono da varie stelle, tra cui il nostro Sole, così come dalle supernove, dal materiale che cade 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 supernove e i buchi neri emettono raggi X e raggi gamma.
Anche i campi magnetici generati da stelle, pianeti e molti altri corpi celesti permeano lo spazio. Questi campi influenzano il moto delle particelle cariche attraendole o respingendole come magneti.
Materia oscura ed energia oscura
Gli scienziati prevedono 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 ipotizzano la sua esistenza perché osservano la sua influenza gravitazionale su altra materia visibile.
Allo stesso modo, gli scienziati prevedono 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.
Immagina 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 all’interno. Non cambia il materiale del palloncino, ma influenza la velocità con cui il palloncino si espande.
Lo spazio si deforma? La gravità può piegare lo spazio?
Anche lo spazio può deformarsi. Immagina che lo spazio sia come un grande trampolino elastico. Se metti una palla pesante, come una palla da bowling, al centro del trampolino, essa crea un grande avvallamento 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.
Se fai rotolare una piccola biglia sul trampolino con la palla da bowling al centro, la biglia potrebbe iniziare a girare intorno al dip (avvallamento) creato dalla gravità della palla da bowling. La biglia segue la curva del dip, proprio come i pianeti seguono la curva dello spazio attorno al Sole.
Immagina di accendere una torcia e di far passare la luce attraverso il trampolino. Se la luce passa vicino al dip creato dalla palla da bowling, potrebbe piegarsi leggermente mentre viaggia. Questo è simile a come la luce si piega quando passa vicino a un oggetto molto grande nello spazio, come una galassia.
Pensa a un buco nero, che ha una gravità enorme, come un dip ancora più grande e profondo nel trampolino. Se fai rotolare una biglia troppo vicino a questo dip super-profondo, essa cadrebbe dentro e scomparirebbe, proprio come le cose che vengono attirate in un buco nero nello spazio e non possono sfuggire.
Quindi, lo spazio 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.
Lo spazio è più di un semplice vuoto. Contiene un mix di particelle, radiazioni, campi magnetici e misteriose forme di materia ed energia. Immagina lo spazio come un parco giochi 3D, al cui interno esistono oggetti come stelle, pianeti, nebulose e galassie che insieme costituiscono il nostro affascinante e complesso universo.
