IL 23 NOVEMBRE 1924, CENTO ANNI FA, EDWIN HUBBLE PUBBLICÒ IN THE OBSERVATORY: “CEPHEIDS IN SPIRALNEBULAE“. UNO STUDIO BASATO SULLE SUE OSSERVAZIONI ASTRONOMICHE, NEL QUALE DIMOSTRÒ CHE LA VIA LATTEA NON È L’UNICA GALASSIA DELL’UNIVERSO DANDO COSÌ UNA SVOLTA ALLA STORIA DELL’ASTRONOMIA ED ALLA COMPRENSIONE DEL CIELO SOPRA DI NOI.
Il centenario di una delle sue scoperte più importanti ci offre l’opportunità di guardare da vicino il lavoro straordinario di Edwin Hubble. I suoi studi rivoluzionarono nel secolo scorso la nostra conoscenza del cosmo al pari di quanto fecero Copernico e Galileo tra 1500 e 1600. Possono la scienza e la tecnica restituirci non solo maggiore conoscenza della realtà che ci circonda, ma anche senso e significato? È buona cosa che qualunque disciplina non risponda a domande che non sono pensate per quella disciplina e che stia, per dirla con parole proprie, nel suo statuto epistemologico. Tuttavia è possibile, se non auspicabile, che le scoperte della scienza ed i traguardi della tecnica, spingano tutti e chiunque a riflettere sul significato della vita e sulle grandi domande umane. Diversamente la scienza e la tecnica rischiano di essere solo a servizio del potere, e rivestite di una presunta neutralità, che non hanno mai avuto davvero, essere concluse in sé stesse. Analoghe considerazioni si possono fare della vita e del modo di fare scienza delle donne e degli uomini che hanno accompagnato l’umanità nel viaggio del sapere, perché le persone e le scoperte che hanno fatto restano sempre un tutt’uno nel fluire della storia. Quando si tratta di esplorazione dello spazio, cielo profondo, fisica ed astrofisica, tutto sembra ancora più favorevole ed invitante.
Nato a Marshfield negli Stati Uniti il 20 novembre 1889, Edwin Powell Hubble alle leggi della terra, si laurea nel 1910 in giurisprudenza per compiacere il padre, preferì le leggi del cielo, studiando astronomia all’Osservatorio dell’Università di Chicago, dove conseguì il dottorato nel 1917 discutendo una tesi dal titolo “Investigazione fotografica di nebulose deboli”. E le nebulose furono, in effetti, il suo grande amore. Colgo qui un primo elemento di senso che possiamo condividere: il valore inestimabile della vocazione personale di ciascuno di noi. Uso un termine teologico, ma che rende ragione di un significato denso anche al di fuori dell’orbita di un credo religioso. Lo psicoanalista e psichiatra Jacques Lacan esprimeva questo concetto con una domanda: “Vivi all’altezza dei desideri che ti abitano?”. Una domanda seria che possiamo legare più di altre proprio al cielo. Hubble ci mostra come la vita non sia prima di tutto una serie di scelte, ma una risposta a qualcosa di misterioso e profondo che ci abita sin dall’infanzia. Benché l’astronomo abbia afferrato in gioventù il suo desiderio, non è mai tardi per chiunque per investigare il cuore alla ricerca di quella radice, o di una domanda che è così strutturale da poter essere fatta fiorire in modi diversi a qualunque età. Per chi è appassionato di cielo e spazio questo piccolo passo, ma che segna la propria storia, potrebbe essere anche più semplice. Il detto popolare secondo cui è possibile esprimere un desiderio al vedere una stella cadente, non è così sbagliato se le “stelle cadenti” ci aiutano non tanto a realizzare, ma a focalizzare i nostri desideri più significativi.
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Continuiamo allora il nostro viaggio, perché la vita e le scoperte dell’astronomo americano ci offrono molto altro.
All’indomani della prima guerra mondiale, a cui partecipò arruolandosi ma senza mai combattere, nel 1919, il direttore dell’Osservatorio di Mount Wilson a Pasadena, California, offrì ad Hubble una posizione in quello che allora era l’osservatorio con le apparecchiature più all’avanguardia del mondo. Egli accettò e Mount Wilson divenne per il resto della vita il suo punto di osservazione del cosmo. A quel tempo l’astronomia concepiva l’Universo come statico e limitato alla Via Lattea, la nostra galassia. Osservando quelle che venivano definite “nebulose”, Hubble identificò una classe di stelle variabili, le cefeidi, caratterizzate da una chiara correlazione tra il periodo di variabilità – il tempo necessario affinché la sua luminosità cambi ciclicamente – e la loro luminosità assoluta, permettendo di calcolarne la distanza con estrema precisione. Le cefeidi divennero e sono ancora tutt’ora il metro di misurazione per gli spazi cosmici. Il 23 novembre 1924, cento anni fa, pubblicò su The Observatory: “Cepheids in spiralnebulae“. Uno studio basato sulle sue osservazioni astronomiche, nel quale dimostrò che la Via Lattea non è l’unica galassia dell’universo dando così una svolta alla storia dell’astronomia ed alla comprensione del cielo sopra di noi. Gli astronomi stimavano che le dimensioni massime della Via Lattea fossero di circa 300.000 anni luce. Tuttavia, secondo i calcoli effettuati con il telescopio di Mount Wilson, la galassia di Andromeda si trovava a una distanza di ben 900.000 anni luce, il che la posizionava giocoforza al di fuori dei confini conosciuti della Via Lattea. Andromeda era un’altra galassia distinta dalla nostra. Quindi la nostra non era l’unica galassia esistente. Hubble rende testimonianza con questa scoperta tanto alla grandezza dell’essere umano quanto alla sua piccolezza, alla sua insignificanza cosmica. Non solo il nostro pianeta non è al centro del Sistema Solare e dunque del nostro piccolo universo ristretto, ma neppure la nostra galassia, di cui peraltro abitiamo la periferia, è il mondo conosciuto.
È una delle molte, delle innumerevoli. Non conta neppure più sapere quale possa essere la sua posizione relativa rispetto alle altre, centro o meno di un insieme di galassie. Il dato di fatto e che siamo meno che polvere, in ogni possibile senso e significato attribuibile a questa espressione. Tuttavia siamo polvere cosciente, polvere che è stata capace di misurarsi e di misurare, di vedere oltre e di vedersi oltre. Hubble non ha scoperto esclusivamente la nostra residualità, ha anche ribadito la nostra meravigliosa peculiarità. Forse non unica nell’Universo, certamente unica per quello che oggi sappiamo di noi e del resto del cosmo. Edwin ci insegna che la conoscenza autentica, e per quanto possibile vera, non umilia, consegna semplicemente nuove visioni che ci aiutano non a relegare l’umano in un angolo, quanto piuttosto a rendersi consapevoli e responsabili di sé e di quel pezzetto di mondo che abitiamo, fino alla prossima scoperta. Sino al prossimo confine.
L’astronomo americano nel descrivere la sua scoperta straordinaria sceglie di condividerne gli onori con il suo telescopio ed in modo quasi commuovente. Così scrive nel 1932 in The Realm of the Nebulæ, una raccolta di lezioni tenute nell’ambito delle Silliman Memorial: “Lo strumento che ha definitivamente stabilito l’identificazione e ampliato il dominio della conoscenza concreta di mille milioni di volte è il telescopio Hooker, il riflettore da 100 pollici dell’Osservatorio di Mount Wilson della Carnegie Institution di Washington. È il più grande telescopio in funzione, ha il maggior potere di raccolta della luce e penetra alla massima distanza. Per questi motivi, definisce l’attuale estensione della regione osservabile dello spazio e ha contribuito i dati più significativi allo studio della regione come campione dell’universo. In riconoscimento del ruolo unico che il telescopio da 100 pollici ha svolto nel progresso della ricerca sulle nebulose, le illustrazioni in questo libro sono quasi tutte riproduzioni di fotografie scattate con il grande telescopio”.
Un amore ed una ammirazione che due anni prima l’astronomo aveva già condiviso con Einstein durante una visita all’osservatorio del grande fisico tedesco. Questo particolare, quasi un aneddoto, è il terzo elemento di senso che vorrei sottolineare e condividere. Hubble, come Galileo prima di lui, è stato capace di fare alleanza con la tecnologia, rispettandone i limiti e riconoscendone i meriti. Nel suo telescopio si concentra la ricerca, lo sforzo, il lavoro e la generosità di chi prima di lui ha reso possibile l’impresa. Uomini e donne dai nomi sconosciuti alla grande storia, ma ugualmente parte di un noi che scopre la realtà attorno a sé. Questo mi richiama ad una attitudine di gratitudine permanente ogni volta che accosto l’occhio all’oculare di un telescopio. Benché quell’oggetto sia “mio” nel senso del diritto positivo, esso è sempre un “nostro” quale appartenente all’umano che lo ha pensato e realizzato. In ogni scoperta scientifica c’è sempre un noi alle nostre spalle, una maggiore consapevolezza ci aiuterebbe ad avere parimenti un “noi” di fronte al nostro desiderio di scoprire ed andare oltre. Ad aggiungere un ringraziamento a chi ha fatto per noi un lavoro, non delegando alla remunerazione il senso di una relazione.
La corsa ed il genio di Hubble non si fermò al suo primo successo. Tra il 1925 ed il 1930, studiando altre galassie che nel frattempo erano state scoperte, si accorse che esse si allontanavano da noi ad una velocità direttamente proporzionale alla loro distanza (legge di H., a cui sono legate anche la costante di H. e il tempo di H.). A dispetto della pochezza del primo articolo accademico con cui palesò la sua scoperta, solo sei paginette, il fatto era ed è di rilevanza assoluta. In “A Relation Between Distance and Radial Velocity Among Extra-Galactic Nebulae” del marzo 1929 non menzionò da nessuna parte il concetto di espansione dell’universo, tuttavia era ben consapevole di quanto aveva misurato e scoperto al punto che, nelle conclusioni, scrisse: “C’è da aspettarsi nuovi dati nel prossimo futuro che potrebbero modificare il significato della presente indagine o, se li confermeranno, porteranno a una soluzione con un peso di molto superiore.” In verità di dati ne aveva già una quantità tale da essere sicuro della scoperta che aveva per le mani. Modestia o astuzia che sia, in ogni caso, tutto fu confermato dalle indagini successive.
L’universo non è statico. La legge di Hubble è oggi un principio fondamentale dell’astrofisica che descrive l’espansione dell’universo. L’astronomo rilevò che esiste una relazione lineare tra lo spostamento verso il rosso – redshift – della luce emessa dalle galassie e la loro distanza. Uno spostamento verso il rosso di una fonte luminosa consiste nel fenomeno per cui la lunghezza d’onda della luce emessa da un oggetto si allunga, spostandosi verso la parte rossa dello spettro elettromagnetico. Questo può essere dovuto o ad una perdita di energia oppure, come dimostrò Hubble, da un processo di allontanamento della fonte luminosa. Tanto maggiore è la distanza della galassia e tanto maggiore sarà il suo spostamento verso il rosso. Ne deriva che più una galassia è lontana, più velocemente si sta allontanando. Come anticipato a questa scoperta è legata anche la costante detta di Hubble che misura il gradiente di espansione. Se la legge di Hubble è stata confermata da numerose osservazioni, non così la determinazione esatta della costante che rimane ancora oggetto di studio, con diverse misurazioni che portano a valori leggermente differenti. Questo tema è uno dei principali argomenti di ricerca nella cosmologia moderna, noto come “tensione di Hubble”.
In realtà il fatto che esistesse una legge di espansione fu scoperto nel 1927 dal sacerdote belga George Lemaître, ma il merito della scoperta è sempre stato riconosciuto solo al nostro Edwin Hubble, che ad onor del vero la fece in modo autonomo. Il mancato riconoscimento a Lemaître è dovuto a diverse cause ed incastri della storia. Soltanto nel 2018 la comunità astronomica ha riconosciuto la paternità della legge a entrambi. Ma questa è una storia che racconteremo a tempo debito.
Fedeli al nostro mandato iniziale, cosa ci può raccontare questa ulteriore scoperta dell’astronomo americano? Che davvero, come scriveva Eraclito, pántarheî, tutto scorre, tutto è dinamico e dinamica. Tutto e dunque anche io, apparteniamo ad un sistema in movimento, lento o veloce che sia. Ogni tentativo di trattenere, fissare, immobilizzare è contrario alla natura di ciò che esiste. Quello che possiamo fare è governare questo movimento, orientarlo per quanto possibile, cavalcarlo per quanto opportuno. Ciò mi porta ad una seconda considerazione. Nel fluire dell’universo attorno a noi e nel nostro navigare in questo mare cosmico, resta per ora unica la navicella in cui ci spostiamo, che ci protegge ed avvolge in queste dinamiche universali. Ancora una volta l’esplorazione dello spazio e delle sue leggi ci possono riportare ad uno sguardo attento e consapevole sulla Terra e per la Terra. Sul valore inestimabile di questa bolla nel cosmo che si espande che chiamiamo casa.
La corsa di Hubble continuò e tra i molti altri notevoli suoi contributi all’astrofisica galattica ed extragalattica, ricordiamo ancora: gli studi sulle nebulose a riflessione e, in particolare, la scoperta della relazione che lega le dimensioni angolari di questi oggetti alla magnitudine apparente della stella che li illumina ed uno schema di classificazione delle galassie (vedi il qcode in questa pagina con un bel video di INAF), che, opportunamente ampliato e modificato, è tuttora in uso. L’astronomo americano ci consegna dunque un mandato: non smettere di cercare, domandare, curiosare attorno a noi e dentro di noi. Non smettere di investire nuovamente, anche a costo di sbagliare, quanto abbiamo capito, quanto abbiamo perseguito e consolidato. E tanto più ognuno di noi è stato fatto segno di doni particolari, tanto più è bello e desiderabile metterli a frutto nel corso della vita. Hubble muore per infarto a San Marino il 28 settembre del 1953, ma il viaggio oltre le frontiere dell’astronomia portano ancora il suo nome grazie al telescopio spaziale a lui intitolato che dall’orbita bassa continua a fare scienza dal 1990.
Un’ultima nota per chiudere a cerchio la straordinaria vita e carriera di Hubble, una nota che può sembrare di colore, ma non lo è. Fin dalla giovane età, l’astronomo fu appassionato lettore dei romanzi di fantascienza di Jules Verne ed è ampiamente documentato quanto le letture della sua infanzia, in un periodo d’oro della letteratura per ragazzi, abbiano ispirato le sue scelte più mature. Esiste una meravigliosa circolarità tra scienze cosiddette dure e le altre scienze, più in generale quanto l’essere umano è capace di generare come la letteratura e la musica. La grande complessità della ricerca ci ha restituito l’idea della necessità, a mio giudizio erronea, di una iperspecializzazione degli studi, di una frammentazione e verticalizzazione del sapere che ha prodotto, ad esempio a livello universitario, una grande varietà di cattedre molto specialistiche ed una perdita progressiva di quegli studi più generali, ma non necessariamente più generici, che davano quadri di insieme. Per raggiungere grandi traguardi non serve una testa ben piena, come diceva Edgard Morin, riprendendo il pensiero di Montaigne, ma una testa ben fatta. Ed ogni modalità di esercizio dell’ingegno e della creatività umane possono contribuirvi, senza preclusioni o a priori che diventano velocemente inutili gabbie. Una piccola prova a contrario, sempre attinta dall’astronomia, ce la regala il giovane Giacomo Leopardi che, prima di cimentarsi nelle lettere per cui resta un gigante della letteratura mondiale, scrive nel 1813 una Storia dell’astronomia sino ai giorni nostri poiché, si legge nell’introduzione: “La più sublime, la più nobile tra le Fisiche scienze ella è senza dubbio l’Astronomia. L’uomo s’innalza per mezzo di essa come al di sopra di se medesimo, e giunge a conoscere la causa dei fenomeni più straordinari. Una così utile scienza dopo essere stata per molto tempo soggetta alle tenebre dell’errore ed alle follie degli antichi filosofi, venne finalmente ne’ posteriori secoli illustrata a segno, che meritamente può dirsi, poche esser quelle scienze, che ad un tal grado di perfezione sieno ancor giunte”. Queste le ragioni per cui, in conclusione, si perdonerà all’editore ed a me di aver scritto della vita e delle scoperte di Edwin Hubble pur non essendo io che un modesto astrofilo e per vocazione un sacerdote che si occupa di teologia, fede e scienza. Uno sguardo a cielo, affinché si possano cercare sguardi nuovi sulla terra. Insieme.
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L’articolo è pubblicato in COELUM 270 VERSIONE CARTACEA
