SPAZIO-TEMPO E MATERIA OSCURA
Mauro Arpino
Guardate il vostro orologio e osservate per qualche istante la lancetta dei secondi. State
osservando un semplice movimento. Però mediante quello spostamento nello spazio state misurando il
tempo. E' precisamente questo che fa un orologio. Spazio e tempo sono intimamente intrecciati già nel
nostro orologio da polso. Intreccio inestricabile che la fisica moderna esprime come spazio-tempo
tetradimensionale; dove il tempo è una coordinata al pari delle tre dimensioni spaziali. Possiamo
immaginare lo spazio-tempo come un mezzo di rigidità elevatissima, ma non infinita, che una forte
concentrazione di materia può deformare mediante la sua gravità. Una deformazione plastica che modella
lo spazio e il tempo. Tutta la materia presente nell'universo contribuisce poi a curvare l'intero spazio e ciò
determina la forma dell'universo su vasta scala. Ma non tutta la materia che produce questo effetto
gravitazionale è davvero osservabile. Infatti si rilevano gli effetti gravitazionali di una enorme quantità di
materia che non emette nessun tipo di luce o altra radiazione elettromagnetica. E' la Materia Oscura
che costituisce circa l'85% di tutta la materia dell'universo e che ancora sfugge ai nostri strumenti. Sulla
sua natura possiamo solamente avanzare delle congetture. Si tratta di materia perché è causa di
attrazione gravitazionale, ma è detta oscura proprio perché non emette alcun tipo di luce. Siamo giunti
alla vera frontiera della nostra attuale conoscenza dell'universo, quasi fosse una sorta di colonne d'Ercole
oltre le quali cominciamo a fare solamente le prime incursioni. Che cosa troveremo nel dominio della
Materia Oscura?
Da sempre i passi avanti della scienza sono stati segnati da una tensione tra l'avventurarsi
nell'ignoto e la necessità di consolidare le conoscenze acquisite. Pensiamo a una mappa celeste; essa
esprime il desiderio di farsi guidare alla ricerca di stelle più deboli ancora non riportate sulla carta, mossi
dalla volontà di andare oltre. Tuttavia una carta del cielo manifesta – anche se non esplicitamente –
l'aspirazione, o meglio l'illusione, di possedere il cielo, di poterlo controllare rigirandolo tra le mani, di
misurarlo e di riprodurlo a nostro piacere per mostrarlo agli altri. Ma se le stelle sono fisse nelle loro
posizioni, almeno a una prima approssimazione – e ciò permette di disegnarle su una mappa - i pianeti
invece si spostano continuamente. La parola pianeta deriva dal greco e significa infatti astro errante. Per
iniziare dunque uno studio dei pianeti dobbiamo capire dapprima le leggi che regolano i loro movimenti.
Giungiamo così allo studio delle orbite. Che cos'è un'orbita? Potremmo pensare a un'orbita come a quel
cerchietto disegnato attorno al Sole nelle illustrazioni dei libri scolastici, quasi fosse la pista per le biglie
che da piccoli costruivamo sulla spiaggia. Entrambe le piste-orbite, quella dei pianeti e quella delle biglie,
cosa sono se non la rappresentazione di un insieme di luoghi occupati dal pianeta (o dalla biglia) in una
successione di istanti di tempo? Un tempo peraltro che si ripete uguale a se stesso ogni volta che il
pianeta tornerà nel medesimo punto. Ogni volta che la Terra ritorna nel punto dell'orbita dove si trovava
alla nostra nascita noi siamo soliti festeggiare il nostro compleanno, e la nostra età, i nostri anni cioè,
indicano quante volte il nostro pianeta ha girato attorno al Sole dal tempo in cui siamo venuti al mondo.
Ma guarda... le orbite sono nel tessuto stesso del nostro linguaggio e delle nostre abitudini. Chi di noi
però pensa agli anni in termini di orbite terrestri?
Lo spazio e il tempo sono una vastità abissale ma possiamo prolungarci in esso e in qualche
misura marcarlo con la nostra presenza, come un’arcaica stele, una pietra innalzata dalla mano di un
uomo in una posizione innaturale a memoria indelebile di un evento. Alle sonde spaziali Pioneer e
Voyager sono stati affidati dei messaggi incisi nell'oro che parlano di noi. Voyager 1, lanciato nel 1977
passerà fra 40.000 anni a 1,6 anni luce dalla stella AC +79 3888 e Voyager 2 a 1,7 anni-luce dalla stella
Ross 248. Non troveranno nessuno all'appuntamento e continueranno a vagare all'infinito nella Via
Lattea. Tra le informazioni codificate nel disco d'oro ci sono la posizione del Sole rispetto a 14 pulsar e un
diagramma che illustra due stati fondamentali dell'atomo di idrogeno e il tempo di transizione tra di essi è
assunto come unità di misura.
Dopo queste brevi riflessioni penso che possiate guardare le sculture di Materia Oscura e
cercare di leggere oltre la materia plasmata da Matteo Berra e vedere le orbite, i mondi guizzanti
all'alba della loro creazione, una rivisitazione della cartografia della Via Lattea ovvero le stelle che
riempiono lo spazio vuoto di una stanza.
Mauro Arpino è nato nel 1965 a Milano dove risiede. Dal 1999 svolge attività di conferenziere presso il Civico
Planetario di Milano, sia per il pubblico sia per studenti, dalla scuola dell'infanzia fino alle ultime classi delle Superiori. I
temi principalmente trattati nelle conferenze pubbliche riguardano vari aspetti dell'astrofisica e la storia
dell'astronomia soprattutto il periodo ellenistico e medioevale. Nel 2010 ha pubblicato il libro Le Idee dell'Astronomia come lo studio del cielo ha cambiato il mondo; distribuito gratuitamente online con licenza Creative Commons 3.0 che
raccoglie il materiale proposto nell'attività al planetario.
