La nostra interazione con il mondo passa attraverso onde elettromagnetiche, onde meccaniche e variazioni della forza di gravità, percepite dai nostri sensori biologici che sono la vista, l’udito e il tatto, i canali semicircolari per l’alto, il basso e l’accelerazione. Nello spazio, a densità di materia bassissima, le onde meccaniche come il suono non si propagano. Getti di materia come le eruzioni solari o le esplosioni di supernova possono muoversi a velocità massime di migliaia di km/s. Invece le onde elettromagnetiche (onde radio, microonde, infrarosso, luce visibile, ultravioletto, raggi X e raggi gamma) create dalle variazioni di un campo elettro-magnetico viaggiano nello spazio a una velocità altissima: 299792458 m/s, circa 300 mila km/s. Come vedremo in un’altra pagina, in base agli studi più recenti anche le onde gravitazionali, create dalle variazioni della forza gravitazionale, viaggiano alla velocità della luce. Riflettiamo innanzitutto come questa velocità, sebbene altissima, non sia infinita, e sulle conseguenze di questo fatto.
Se la velocità con cui viaggia una lettera fosse infinita, l’avremmo già sul tavolo nel momento stesso in cui il mittente ce l’ha spedita. Ma sappiamo che non è così. Se ho davanti a me una persona a 10 metri di distanza che accende una luce, io non vedrò la luce accendersi all’istante, ma dopo 33 miliardesimi di secondo. Un tempo irrilevante, vero? Questo ci spiega perché nella vita di tutti i giorni non ci importi della velocità della luce.
Ma pensiamo agli specchi lasciati apposta sulla Luna, a circa 384 mila km da noi, dagli astronauti del programma Apollo negli anni ’70. Se lanciamo verso di loro un singolo impulso laser con un telescopio, vedremo il bagliore riflesso dopo circa 2,56 secondi e potremo dire che il nostro satellite naturale si trova a 1,28 secondi-luce (2,56 diviso 2) intendendo così la distanza percorsa dalla luce in 1,28 secondi di tempo. Quindi possiamo parlare di spazio-tempo e assegnare agli oggetti una distanza di tempo-luce: una stella a 3 anni luce sarà a una distanza che la luce percorre in 3 anni, e una galassia a 1 milione di anni luce sarà a una distanza che la luce percorre in un milione di anni.
È importantissimo capire che lo spazio e il tempo sono legati indissolubilmente tra loro, poiché la nostra conoscenza del mondo si basa su radiazioni che si trasmettono alla velocità della luce. Lo spazio non può essere disgiunto dal tempo e immaginato come una cosa a sé stante, perché possiamo dire che ogni contatto che abbiamo con esso dipende dal tempo attraverso la velocità della luce.
Inoltre se vedo un oggetto distante, non lo vedo com’è ora, ma come era quando è partita la luce che mi raggiunge adesso. Quando vediamo tramontare il Sole, a 8 minuti luce, in realtà era già tramontato da 8 minuti. Se avviene un’eruzione sulla sua fotosfera, la vedrò 8 minuti dopo. E la stella più brillante del cielo, Sirio a 8,6 anni luce, la vedo come era 8,6 anni fa. La stella potrebbe avere già espulso i suoi strati superficiali creando una “nebulosa planetaria” e il suo nucleo essere già diventato una stella “nana bianca” ma noi continuiamo a vedere la sua luce emessa quando era ancora una gigante bianco-azzurra. E che dire della grande galassia di Andromeda, a 2,5 milioni di anni luce di distanza? Le foto che facciamo oggi ce la mostrano com’era 2,5 milioni di anni fa. Molte delle sue stelle possono non esistere più ed essersi evolute, ma noi le vediamo ancora com’erano quando la loro luce è partita. Quindi lo studio dell’Astronomia è come l’Archeologia o la Paleontologia, uno studio del passato del nostro Universo.
Concetto finale: lo spazio e il tempo sono legati tra loro e la nostra visione del mondo è una visione del passato, anche di millesimi di secondo. Qui e ora sono solo nel mio cervello. Più mi allontano, più vedo indietro nel tempo. E il futuro? non è raggiungibile con l’esplorazione.
