In astronomia, si sa, le cifre sono "astronomiche ". Parlando di masse o di distanze, non è difficile trovare numeri di 20, 30 o più cifre.

Vediamo di ridurre a qualcosa di più " umano " questi numeri in modo da avere, alla fine del viaggio, un’idea delle grandezze e delle distanze esistenti fra le varie meraviglie che affollano il nostro Universo.

Cercheremo, insomma, di costruire dei modelli che rappresentino in scale sempre più grandi tutto ciò che ci circonda.

Giusto per farci un’idea, cominciamo con lo stabilire a cosa corrisponda la modica cifra di 1.000.000.000 ( un miliardo ) di:

• EURO : una pila di banconote da 100 alta 1 chilometro
• FOGLI DI CARTA : messi uno sull’altro, arriveremmo a 100 Km di altezza
• SECONDI : 31 anni, 8 mesi, 7 giorni
• METRI : 25 volte il giro del mondo
• CHILI : 10.000 locomotori ferroviari oppure quattro superpetroliere
• GRANELLI DI SABBIA: circa un bidone da 10 litri

Cominciamo col dare un’occhiata al nostro sistema solare.

Molti di noi hanno un mappamondo a casa, quella palla di circa 25 centimetri di diametro raffigurante la Terra. Bene; alla stessa scala ( 1 : 50.000.000 ) quali dimensioni avrebbero gli altri corpi del sistema solare? E a quali distanze li troveremmo?

Dati alla mano dividiamo il diametro e la distanza dal Sole di tutti i pianeti (per la Luna la distanza dalla Terra) per la scala ( 1 : 50.000.000: più o meno i granelli di sabbia in una bottiglia da1/2 litro ) e scopriremo che :

la Luna è una mela a circa 8 metri dal mappamondo (Terra )
il mappamondo si trova a 3 chilometri di distanza da un palazzo di dieci piani che rappresenta il Sole.
ad un chilometro dal palazzo troveremmo un’arancia ( Mercurio )
a due chilometri un altro mappamondo ( Venere )
a 4,6 chilometri un’ ananas ( Marte )
Giove è una palla grande abbastanza da riempire una stanza (2,8 metri di diametro) lontana 16 chilometri dal "palazzo " Sole
Saturno troneggia in salotto con 5,5 metri di anelli a 28 chilometri dal palazzo
A 60 e 90 chilometri troveremmo due palloni da 1 metro ( Urano e Nettuno )
A 120 chilometri una grossa arancia (Plutone) ci indica la fine del nostro modello.

Conclusione: il Sistema Solare è, di fatto, quasi del tutto vuoto !

Con la nostra auto attraverseremmo il nostro modello in un paio d’ore.

E se volessimo andare oltre? Fino alla stella più vicina?

Sono "solo " 4,25 anni-luce per arrivare ad alfa Centauri.

Ma la luce, si sa, è svelta: 300.000 chilometri al secondo, 7,5 giri della Terra in un solo secondo, quindi :

300.000 Km/sec x 3600 sec/ora x 24 ore/giorno x 365,25 giorni/anno = 9.470.000.000.000 (9.470 miliardi di chilometri all’anno).

Nel nostro modello, il "palazzo" (stella ) più vicino lo troveremmo a 800.000 Km da quel palazzo che rappresenta il Sole! E’ più del doppio della distanza reale Terra-Luna. Con la nostra auto, a 120 Km/h, per andare da un "palazzo" all’altro, dovremmo viaggiare per 6667 ore (9 mesi ) senza alcuna sosta. E saremmo solo alla stella più vicina!.

Per accorciare il viaggio, l’unico modo è costruire un modello più piccolo.

Rimpiccioliamo allora il nostro Sistema Solare di 100 miliardi di volte (in granelli di sabbia, sono circa tre vasche da bagno piene) e avremo che:

il Sole è una ciliegina
la Terra è un granello di sabbia appena visibile a 1,5 m dalla ciliegina
Giove una capocchia di spillo a 8 metri
Plutone polvere invisibile a 60 metri.

A questa scala, dovremmo percorrere circa 400 Km per trovare l’altra ciliegina.

Nel nostro modello, se volessimo andare sulle stelle vicine ci converrebbe prendere l’aereo per spostarci dall’una all’altra.

In un volume pari a quello della Terra troveremmo solo poche migliaia di "ciliegine".

In genere però le stelle difficilmente stanno da sole e tendono ad accoppiarsi come noi.

Non basta: proprio come noi, le stelle nascono e muoiono formando nebulose gassose (come noi facciamo i monumenti funebri) ed a volte si raggruppano fra di loro in numero variabile da qualche centinaio ad alcuni milioni formando i cosiddetti "ammassi stellari", equivalenti (alla scala del modello) alle nostre città grandi e piccole.

E’ allora opportuno aumentare la scala del nostro modello di altre 100 volte: scala 1 : 10.000 miliardi (sono circa 80 m³ di sabbia, quanto basta per riempire due vagoni ferroviari). A questa scala 1 anno-luce è ridotto ad appena 1 Km.

Il sole è ridotto ad una capocchia di spillo, l’intero sistema solare starebbe comodamente su di un tavolino e le altre stelle a qualche chilometro una dall’altra.

Nebulose ed ammassi avrebbero diametri di qualche decina di chilometri e disterebbero qualche migliaio di chilometri l’uno dall’altro.

E’ come se sulla Terra considerassimo solo le metropoli fra un continente e l’altro. Pochi di noi, però, hanno fatto viaggi intercontinentali.

Non ci rimane altro da fare che aumentare la scala del nostro modello:

1: 1 miliardo di miliardi (10¹⁸ = 1 seguito da diciotto zeri ); un anno luce = 1 centimetro (riempiremmo di sabbia circa 40 superpetroliere da 200.000 tonnellate: lunghezza circa 300 m. larghezza circa 40-50 m ).

A questo punto il nostro Sole e le altre stelle avrebbero le dimensioni del più piccolo dei virus; l’intero sistema solare starebbe nello spessore dell’alluminio di un rotolo (0,01 mm - un centesimo di millimetro).

A questa scala, le nebulose gassose sarebbero grandi, più o meno, come una pizza e gli ammassi globulari sarebbero dei palloni di 1-2 metri di diametro distanti qualche centinaio di metri l’uno dall’altro, il tutto disperso in un cerchio di uno-due chilometri di diametro che chiamiamo "galassia a spirale" e che contiene qualche centinaio di miliardi di stelle. Un altro tipo di galassie, le galassie ellittiche, sono circa 10 volte più grandi delle spirali, hanno origine dallo scontro e dalla fusione di galassie spirali e possono contenere anche qualche migliaio di miliardi di stelle.

Le galassie, proprio come le stelle, non amano starsene da sole e si raggruppano in ammassi più o meno numerosi (la Via Lattea, per esempio, insieme ad una trentina di altre sue sorelle forma il cosiddetto "gruppo locale"). Nel nostro modello queste galassie sono distanti qualche decina di chilometri l’una dall’altra, proprio come le nostre città.

Gli ammassi di galassie più grandi possono contenere anche alcune migliaia o milioni di galassie, formando i "superammassi".

Il "contenitore" di stelle, ammassi, galassie, etc. sarebbe ancora troppo grande per poterlo visualizzare; di fatto sarebbe grande quanto il pianeta Giove (140.000 Km di diametro).

Facciamo allora l’ultimo sforzo: il nostro modello è adesso in scala 1 a centomila miliardi di miliardi ( 10²³ = 1 seguito da 25 zeri ). Dovremmo ricoprire un’intera regione grande come la Sicilia con uno strato di sabbia alto più di 30 metri per avere un tale numero di granelli.

A questo punto la situazione sarebbe questa:

Galassie a spirale grandi quanto una moneta

Galassie ellittiche grandi quanto un pallone da calcio

Distanza media fra le galassie 1- 2 metri

Ammassi e superammassi grandi e distanti un centinaio di metri l’uno dall’altro

Universo: un gigantesco pallone di circa 1,5 chilometri di diametro

Facciamo adesso un grandissimo e velocissimo salto all’indietro, torniamo al nostro modello di sistema solare nel quale il Sole è grande come una ciliegina e Plutone, il pianeta più distante, un granellino invisibile a 60 m e diamo un’occhiata dall’altra parte della scala.

Dall’altro lato della scala delle grandezze, a livello microscopico, l’atomo viene generalmente (e molto semplicemente ) descritto come un sistema solare in miniatura, con un nucleo (protoni + neutroni) e degli elettroni che vi ruotano attorno a varie distanze.

Domanda: in proporzione, è più vuoto il Sistema Solare o un atomo ?

In tutti i libri di Fisica e Chimica, si legge che il nucleo è da 10.000 a 100.000 volte più piccolo dell’atomo. Questo vuol dire che gli elettroni girano attorno al nucleo ad una distanza da 10.000 a 100.000 volte maggiore del diametro del nucleo.

Consideriamo, per semplicità, l’atomo più piccolo e semplice: l’atomo di Idrogeno (1 protone, 1 elettrone ). Bene, ingrandendo il protone 10.000 miliardi di volte, fino alla dimensioni della ciliegina (Sole ), dovremmo andare a qualche centinaio di metri di distanza (da 140 a 1.400 ) per trovare l’elettrone. Non solo! Se potessimo infilarci dentro un protone vedremmo che questo è formato da tre piccolissime particelle dette "quark" che, nel nostro modello, sarebbero delle dimensioni di un microbo.

Praticamente, quindi, gli atomi e la materia da essi formata sono molto più vuoti del Sistema Solare (100 volte come distanze, 1.000.000 di volte come volume ) anzi, sono maledettamente vuoti !

Anche noi siamo fatti di atomi !

E. Territo

SCHEDA RIASSUNTIVA

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