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25 novembre 2012

Astrofisica Extragalattica: Intervista al Prof. Dario Trevese

Il XVII secolo ha rappresentato un importante spartiacque storico sia per il nascente pensiero scientifico europeo, sia per l’umanità. Fino al 1609, infatti, gli unici strumenti di osservazione e comprensione del cosmo sono stati gli occhi e la logica. Gli antichi magi, i primi astrofili della storia, hanno fornito ingenti risorse gnoseologiche alla scienza moderna. Il concetto di grandezza o magnitudine stellare, ad esempio, non è altro che il frutto di una loro brillante deduzione. Una deduzione nata dalla sublime osmosi tra percezione visiva e ragionamento scientifico: “Se tutte le stelle sono equidistanti da noi e caratterizzate dalla medesima materia, allora le più luminose devono essere evidentemente le più grandi”.

Sebbene siano passati diversi secoli, quest’antica formula continua ancora ad essere rispettata. Ciò dimostra quanto la conoscenza in campo astronomico sia direttamente proporzionale non solo all’evoluzione tecnologica, ma anche (e prima di tutto) allo sviluppo del pensiero logico. Nel 1609, finalmente, Galilei riuscì ad effettuare le prime osservazioni tramite un cannocchiale (strumento avveniristico per l’epoca) e Newton, invece, costruì il telescopio. Questi due sintomatici eventi hanno cambiato per sempre la storia dell’astronomia.

Al di là della notevole funzionalità delle metodologie impiegate nelle epoche remote, il progresso tecnologico del terzo millennio offre strumenti e tecniche di osservazione altrettanto efficienti. Oggigiorno, infatti, gli scienziati hanno la possibilità di compiere analisi ed effettuare esperimenti che prima apparivano a dir poco improbabili. Si pensi all’astronomia e, in particolar modo, ad una sua sublime ed affascinante branca: l’astrofisica extragalattica. Questa scienza ha il pregio di occuparsi dello studio dei fenomeni astronomici al di fuori della Via Lattea. Protagonisti nevralgici delle osservazioni astrofisiche sono, ad esempio, le radiogalassie, i quasar, gli ammassi di galassie e le radiazioni distribuite nello spazio intergalattico.

Si tratta di osservazioni rese possibili solo dall’edulcorante progresso tecnologico degli ultimi decenni. Qualche tempo fa, infatti, l’osservazione astronomica delle altre galassie non produceva grandi risultati. I limiti tecnologici rendevano del tutto improbabile qualsiasi tipologia d’anamnesi extragalattica, impedendo, di fatto, l’ipostasi di un ventaglio conoscitivo catartico e peculiare. Lo sviluppo tecnologico, dunque, è direttamente proporzionale all’evoluzione gnoseologica dell’uomo.

Al fin di comprendere al meglio il fulcro nevralgico delle scienze astronomiche abbiamo deciso d’intervistare il Prof. Dario Trevese, docente di Astrofisica Extragalattica all’Università di Roma “La Sapienza” e direttore del Gruppo scientifico Sorgenti Cosmiche di Alta Energia (Scae).    

Prof. Trevese, Lei è docente di Astrofisica Extragalattica all’Università di Roma “La Sapienza”. Quali sono gli obiettivi principali di quest’affascinante branca dell’astronomia?

L’ Astrofisica Extragalattica si occupa della fenomenologia astronomica al di fuori della Galassia in cui viviamo, la quale ci appare come Via Lattea nel cielo notturno (nei luoghi in cui ancora si vede ) e che Galileo per primo, col suo telescopio,  scoprì essere composta da una  ‘congerie di minutissime stelle’, piuttosto che da un fluido cosmico luminescente.  L’Astrofisica Extragalattica si occupa, quindi, sia delle altre galassie intorno alla nostra, relativamente “vicine” (qualche milione di anni luce), sia, più in generale, di tutti gli oggetti astronomici che popolano l’Universo lontano: dagli ammassi di galassie, alle radiogalassie, ai quasar alla materia e alla radiazione distribuite nello spazio intergalattico. 

 Gli enormi progressi degli ultimi decenni nelle tecniche osservative consentono oggi di affrontare lo studio dei processi fisici su scala cosmologica globale per spiegare ad esempio come le galassie si formano, come evolvono nel tempo cosmico. I quasar sono gli oggetti più brillanti a tutte le lunghezze d’onda: dal radio alle microonde, all’infrarosso, al visibile alla radiazione X e gamma. Come tali possono essere osservati alle massime distanze, che corrispondono alle epoche più antiche nella storia dell’Universo. Le righe di assorbimento negli spettri dei quasar rivelano la presenza di nubi intergalattiche, di cui si possono studiare le caratteristiche fisiche, le abbondanze degli elementi e l’evoluzione nel tempo cosmico. Ma i quasar, oltre ad essere utili sorgenti luminose per studiare le profondità del cosmo, sono di per se  estremamente interessanti poiché sono probabilmente presenti in ogni galassia e i fenomeni energetici ad essi associati  influenzano l’evoluzione delle galassie che li ospitano”.

L’energia oscura, l’asimmetria cosmica tra materia e antimateria e la sostanza oscura sono alcuni tra i principali problemi della Fisica Moderna. Secondo Lei, per interpretare e qualificare correttamente questi tre elementi fondamentali dell’universo è davvero necessario postulare una Nuova Fisica che vada al di là del Modello Standard della Fisica delle particelle? 

“L’asimmetria tra materia e antimateria  prevista dal Modello Standard non appare sufficiente a giustificare quella osservata su scala cosmologia. Il Modello Standard non include i fenomeni gravitazionali, che invece sono dominanti su scala cosmologica. L’osservazione di un’espansione accelerata dell’Universo richiede la presenza di “energia oscura”, che potrebbe anche essere spiegata con modifiche alla teoria della gravitazione.  In questo caso si tratterebbe, dunque, di nuova fisica gravitazionale, indipendente dal Modello Standard.  Esistono motivazioni interne al campo della fisica delle interazioni fondamentali per il superamento del Modello Standard: sia l’unificazione delle interazioni elettromagnetiche, deboli e nucleari su cui il modello Standard si basa, sia l’ulteriore unificazione con le interazioni gravitazionali. Le teorie che tentano di fare questo predicono varie particelle non (ancora) rivelate.

 Talune di queste particelle sono candidati adatti a costituire la ‘materia oscura’, che è tale perché, pur interagendo da un punto di vista gravitazionale, non ha interazioni elettromagnetiche.  Le osservazioni astronomiche potranno fornire ulteriori vincoli sulle proprietà della materia oscura: una relazione costruttiva e promettente fra la Fisica  e l’Astronomia. Non nuova, peraltro.  Ad esempio le prove sperimentali della Relatività Generale, cioè la teoria relativistica della gravitazione di Einstein, provengono da varie osservazioni astronomiche. Vorrei però aggiungere che esiste una vastissima fenomenologia che ha senso cercare di spiegare in termini di fisica nota, applicata a situazioni assai diverse da quelle realizzabili in laboratorio. Il bello dell’Astrofisica e’ che convivono in essa entrambi gli aspetti: la sfida di spiegare la maggior parte dei fenomeni osservabili nell’intero Universo, a enormi distanze e a tempi lontanissimi,  sulla base della Fisica costruita dall’uomo su questa Terra nel giro di pochi secoli, e il tentativo di scoprire nuove leggi fisiche esplorando l’Universo profondo”.

Qual è la Sua opinione in merito alla teoria della Panspermia?

“La produzione spontanea nell’Universo dei semi della vita, che si propagano ovunque,  nasce come una ipotesi non sostenuta da forti evidenze sperimentali. Tuttavia da un lato, esistono oggi prove che il nostro pianeta è “bombardato” da frammenti di materiale proveniente da altri pianeti e regioni dello spazio interplanetario, dall’altro si conoscono varie molecole organiche complesse che si formano spontaneamente in fenomeni astrofisici che avvengono ovunque nel Cosmo. Ad esempio nelle polveri in regioni di formazione stellare si osservano bande di emissione nell’infrarosso, caratteristiche degli idrocarburi aromatici  policiclici (PAH), molecole complesse che nel mezzo interstellare potrebbero trasformarsi in aminoacidi: i “mattoni” per la costruzione delle proteine e del DNA”.                                                                                    

Che cosa ne pensa del sistema universitario italiano?

“Penso che il sistema universitario, ma più in generale il sistema dell’istruzione e della ricerca, in Italia sia in una situazione particolarmente difficile, conseguente al fatto che da sempre non ha ricevuto nel nostro Paese la dovuta attenzione.  Alcuni mesi fa, di fronte al declassamento del sistema economico statunitense da parte delle agenzie di rating, il presidente Obama disse, come prima cosa, che gli Stati Uniti restano comunque il primo Pese nel mondo perché hanno il miglior sistema d’istruzione e ricerca. Credo che la politica italiana da sempre abbia grande difficoltà ad immaginare come e perché l’istruzione dovrebbe aver a che fare con lo sviluppo del Paese.  Ciò è apparso particolarmente e tristemente evidente negli anni recenti.

Nonostante le eccellenze presenti in vari campi, fra cui proprio l’Astronomia e la Fisica. Questo fatto è particolarmente grave nella congiuntura attuale, che ci dicono, durerà per vari anni. Infatti, di fronte alla necessità di ridurre le spese, la ricerca è vista come una delle spese da tagliare invece che rappresentare la prima cosa su cui investire per il progresso del Paese. Questo rischia di innescare un declino progressivo. Dunque se dovessi qualificare con una parola lo stato del sistema di istruzione e ricerca direi: preoccupante”.

L’opinione espressa dal Prof. Dario Trevese è incredibilmente chiarificatrice. La bellezza e la complessità dell’astrofisica, infatti, derivano dall’osmosi fra due fattori emblematici. Da un lato, la spiegazione dei fenomeni osservabili nel cosmo con l’ausilio della tecnologica finora costruita e, dall’altro, il desiderio di scoprire nuove leggi fisiche esplorando l’Universo profondo. Al di là della verosimile complessità, questi due fattori risultano edulcorati in modo nevralgico dalla precitata luminescenza del progresso scientifico.

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