14 MILIARDI DI ANNI FA… L’ORIGINE DA UNA SINGOLARITA’
Quasi 14 miliardi di anni fa… l’universo ha origine. Non è chiarissimo il come abbia avuto inizio, ma noi la sua origine, la chiamiamo Big Bang, il grande botto. Si va ad ipotesi ma negli ultimi anni, cominciamo ad avere un’idea di cosa possa essere accaduto.
Secondo la teoria, il cosmo sarebbe nato da un’espansione improvvisa, comunemente definita anche esplosione, di una singolarità, una regione di spazio limitata e densa, dove tutta la massa si concentrava. Si può ipotizzare che la temperatura con tutta quella materia schiacciata in quella singolarità, raggiungesse i 10^33 gradi centigradi, un numero a 33 zeri. In un istante iniziale, il tempo 0 ( t=0 ), l’esplosione della singolarità fece espandere lo spazio, sparando la massa e l’energia a grande velocità e in tutte le direzioni, dando origine all’Universo come noi lo conosciamo. Da qui nasce il termine Big Bang. Questo avvenne 14 milioni di anni fa, e a dirla tutta, l’espansione continua ancora oggi.
In quella vampata scaraventò in ogni dove la materia, dando inizio allo spazio e al tempo così come lo conosciamo noi. Scaraventò in ogni dove i mattoncini elementari, come la forza elettromagnetica, la forza gravitazionale e le prime particelle, elettroni, quark… Dopo centinaia di migliaia di anni alcuni di questi quark si unirono, formando neutroni e protoni. Con la fusione di neutroni e protoni, nacquero i primi nuclei atomici, i primi atomi, idrogeno ed elio principalmente.
Analizzando la nostra struttura molecolare però notiamo che ciò di cui siamo fatti sono principalmente molecole come carbonio, ossigeno, azoto, idrogeno e altri minerali. Ma come ci siamo arrivati a questi mattoni della vita?
DAI PRIMI ATOMI AI PRIMI CORPI CELESTI
La scienza le definisce fluttuazioni gravitazionali casuali, un credente le chiamerà magari fluttuazioni gravitazionali divine. Fatto è che grazie a esse i gas, l’idrogeno e l’elio, iniziarono a muoversi e con l’aiuto della forza gravitazionale si avvicinarono, e più i gas venivano attratti più questa cresceva, e più cresceva più questi gas si avvicinavano fino a creare una sfera di gas. I nuclei al centro venivano stretti sempre di più, schiacciati dalla forza gravitazionale. La temperature cresceva vertiginosamente, fino ad arrivare a temperature di 15 milioni di gradi centigradi, con un minimo di 5. Ed è qui che grazie a queste temperature impressionanti, con i nuclei pressati al centro della palla di gas, che ha inizio la fusione nucleare, la combustione di atomi di idrogeno, fino a formare l’elio.
Ora ci saranno utili un po’ di dati per proseguire… L’idrogeno pesa 1 massa atomica (u), mentre l’elio pesa 4u. Se si fondono 4 atomi di idrogeno si ottiene 1 atomo di elio. In realtà per essere precisi… l’elio non pesa 4, ma quasi quattro. Ma è un problema, perché 1+1+1+1 da come risultato 4, non quasi 4. Ma quella piccola massa che si è persa, dove la ritroviamo?
Per rispondere ci serve una formula: E=mc², del ben più che noto fisico tedesco, naturalizzato svizzero e statunitense, Albert Einstein. Questa formula significa che l’energia (e) è uguale alla massa (m) moltiplicata per la velocità della luce, circa 300.000 km/s (c), elevata al quadrato, ossia quasi 90 miliardi km²/s², insomma una quantità enorme, mentre la massa è una quantità minuscola, ossia quella piccola massa persa dagli atomi di idrogeno. Moltiplicando un numero enorme come la velocità della luce al quadrato, per un numero piccolissimo come la massa persa, otteniamo un numero gigantesco, l’energia! Perciò ogni volta che in questa massa di gas si verificava una fusione, si generava una gigantesca quantità di energia, che si espandeva fino all’esterno per poi disperdersi nello spazio, sottoforma di radiazioni e calore. Eccola qua, è nata una stella.
GLI SCARTI DI UNA STELLA O L’ORIGINE DELLA VITA?
Il problema che subentra è che continuando a “bruciare” idrogeno e a produrre l’elio, il risultato della fusione, prima o poi l’idrogeno finisce… e ora cosa brucia? La stella interrompe la produzione di energia, che serviva per tenere lontano i nuclei che spingevano verso l’interno. La temperatura allora torna a salire vertiginosamente, fino a 100 milioni di gradi centigradi. Gli atomi in superfice invece si sono allontanati, espandendo la superfice della stella e allontanandosi si sono lievemente raffreddati… abbiamo una gigante rossa. Ma a queste temperature interne possono avvenire dei processi di fusione inimmaginabili, e ora a fondere è l’elio. Torniamo ai numeri… L’elio pesa quasi 4, e se mettiamo due insieme, 4+4 da 8, e a pesare otto è il Berillio, che però decade istantaneamente Allora aggiungiamo. elio + elio + elio (4+4+4) che da 12, il peso del carbonio, di cui sono fatti i viventi. E aggiungendo ancora 4 arrivo a 16, il peso dell’ossigeno, nell’aria che respiriamo. Ma non solo, con 3 di elio e due atomi superstiti di idrogeno, quindi 4+4+4+1+1 e ottengo 14… l’azoto. Ed ecco ottenuti gli atomi per formare le molecole organiche, delle quali sono composti gli esseri viventi. Il processo continua, e tutte le molecole che ci sono intorno a noi, nascono da una stella… fino al ferro
LA MORTE E CREAZIONE LA VITA
Il ferro per una stella equivale ad un parassita, poiché l’energia non la cede. Quando si forma il ferro dunque il reattore cessa di funzionare, la stella sta per morire. La stella può cessare di esistere in due modi, entrambi molto pirotecnici.
Nel primo caso, che in genere accade a stelle di minori dimensioni, essa perde tutto d’un colpo lo strato esterno che riveste il nucleo, lasciando il cuore incandescente della stella, di un colorito vicino al bianco. Ecco una nana bianca. Lo strato esterno viene allontanato nel cosmo, andando a formare una nebulosa, pregna di atomi pesanti.
Ma se la stella è più grande verremo a conoscenza del più potente esplosivo mai esistito nell’universo. In una frazione di secondo, al 25% della velocità della luce, il centro collassa su se stesso formando un nucleo super-massiccio costituito esclusivamente da neutroni… è una stella di neutroni. Ciò produce un onda d’urto immensa, devastante che spara tutti gli atomi esterni nel cosmo, con un’esplosione così forte da rivaleggiare per un istante di secondo con l’intensità di un’intera galassia. Ecco una supernova. Potrebbe andare peggio, portando alla formazione dei buchi neri… argomento impossibile da trattare in questo articolo.
Per atomi più pesanti invece, come plutonio, uranio ad esempio, bisogna aspettare eventi ben peggiori, come lo scontro tra due stelle di neutroni. E con questi processi l’universo si riempie di atomi, molecole, gas e polveri. E poi… ecco ancora le fluttuazioni casuali, o forse non così tanto, che hanno raggruppato gli atomi per creare nuove stelle, le polveri per creare asteroidi e perché no… dei pianeti. E da qui, che 4,5 miliardi di anni ha iniziato a prendere forma e piano piano ad ospitare forme di vita sempre diverse, in continuo sviluppo, fino ad arrivare a come lo conosciamo oggi, ma con origi stellari!