Se hai mai sognato di viaggiare nel tempo, guarda il cielo notturno; i barlumi che vedi sono davvero istantanee di un lontano passato. Questo perché quelle stelle, pianeti e galassie sono così lontani che la luce anche dai più vicini può richiedere decine di migliaia di anni per raggiungere la Terra.
L'universo è senza dubbio un grande posto. Ma quanto è grande?
"Potrebbe essere qualcosa che in realtà non sappiamo mai", ha detto a Live Science Sarah Gallagher, astrofisica della Western University in Ontario, Canada. La dimensione dell'universo è una delle domande fondamentali dell'astrofisica. Potrebbe anche essere impossibile rispondere. Ma ciò non impedisce agli scienziati di provare.
Più un oggetto è vicino nell'universo, più facile è misurare la sua distanza, Gallagher ha detto. Il Sole? Pezzo di torta. La luna? Ancora più facile. Tutto ciò che gli scienziati devono fare è far brillare un raggio di luce verso l'alto e misurare la quantità di tempo necessario a quel raggio per rimbalzare sulla superficie della luna e tornare sulla Terra.
Ma gli oggetti più distanti nella nostra galassia sono più complicati, ha detto Gallagher. Dopotutto, raggiungerli richiederebbe un raggio di luce molto forte. E anche se avessimo le capacità tecnologiche per illuminare una luce così lontana, chi ha migliaia di anni per aspettare che il raggio rimbalzi sui lontani esopianeti dell'universo e ci ritorni indietro?
Gli scienziati hanno qualche asso nella manica per affrontare gli oggetti più lontani nell'universo. Le stelle cambiano colore man mano che invecchiano e, in base a quel colore, gli scienziati possono stimare quanta energia e luce emettono quelle stelle. Due stelle che hanno la stessa energia e luminosità non appariranno uguali dalla Terra se una di quelle stelle è molto più lontana. Quello più lontano apparirà naturalmente più scuro. Gli scienziati possono confrontare la luminosità effettiva di una stella con ciò che vediamo dalla Terra e usare quella differenza per calcolare quanto è lontana la stella, Gallagher ha detto.
Ma che dire del limite assoluto dell'universo? In che modo gli scienziati calcolano le distanze da oggetti così lontani? Ecco dove le cose si fanno davvero difficili.
Ricorda: più un oggetto è lontano dalla Terra, più tempo impiega la luce per raggiungerci. Immagina che alcuni di quegli oggetti siano così lontani che la loro luce ha impiegato milioni o addirittura miliardi di anni per raggiungerci. Ora, immagina che la luce di alcuni oggetti impieghi così tanto tempo a compiere quel viaggio che in tutti i miliardi di anni dell'universo non ha ancora raggiunto la Terra. Questo è esattamente il problema che gli astronomi devono affrontare, Will Kinney, un fisico dell'Università di Stato di New York a Buffalo, ha detto a Live Science.
"Possiamo solo vedere una piccola, piccola bolla di. E cosa c'è al di fuori di questo? Non lo sappiamo davvero", ha detto Kinney.
Ma calcolando la dimensione di quella piccola bolla, gli scienziati possono stimare cosa c'è al di fuori di essa.
Gli scienziati sanno che l'universo ha 13,8 miliardi di anni, dà o prende alcune centinaia di milioni di anni. Ciò significa che un oggetto la cui luce ha impiegato 13,8 miliardi di anni per raggiungerci dovrebbe essere l'oggetto più lontano che possiamo vedere. Potresti essere tentato di pensare che ci dia una risposta facile per le dimensioni dell'universo: 13,8 miliardi di anni luce. Ma tieni presente che anche l'universo si espande continuamente a un ritmo crescente. Nel tempo che la luce ha impiegato per raggiungerci, il bordo della bolla si è spostato. Fortunatamente, gli scienziati sanno fino a che punto si è spostato: 46,5 miliardi di anni luce di distanza, sulla base di calcoli dell'espansione dell'universo dal big bang.
Alcuni scienziati hanno usato quel numero per cercare di calcolare ciò che va oltre il limite di ciò che possiamo vedere. Basandosi sul presupposto che l'universo abbia una forma curva, gli astronomi possono guardare i modelli che vediamo nell'universo osservabile e usare i modelli per stimare quanto più si estende il resto dell'universo. Uno studio ha scoperto che l'universo reale potrebbe essere almeno 250 volte la dimensione dei 46,5 miliardi di anni luce che possiamo effettivamente vedere.
Ma Kinney ha altre idee: "Non ci sono prove che l'universo sia finito", ha detto, "Potrebbe benissimo continuare all'infinito".
Non si può dire con certezza se l'universo sia finito o infinito, ma gli scienziati concordano sul fatto che "è davvero enorme", ha detto Gallagher. Sfortunatamente, la piccola parte che possiamo vedere ora è il massimo che saremo mai in grado di osservare. Poiché l'universo si sta espandendo a un ritmo crescente, i bordi esterni del nostro universo osservabile si stanno effettivamente muovendo verso l'esterno più velocemente della velocità della luce. Ciò significa che i bordi del nostro universo si stanno allontanando da noi più velocemente di quanto la loro luce possa raggiungerci. A poco a poco, questi bordi (e tutti i ristoranti lì, come scrisse una volta l'autore britannico Douglas Adams) stanno scomparendo alla vista.
Le dimensioni dell'universo e la quantità di ciò che non possiamo vedere - è umiliante, ha detto Gallagher. Ma ciò non impedisce a lei e agli altri scienziati di continuare a cercare risposte.
"Forse non saremo in grado di capirlo. Potrebbe essere visto come frustrante", ha detto Gallagher. "Ma lo rende anche molto eccitante."
