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Chi ha detto che la narrativa deve fare concorrenza allo Stato Civile? Ma forse deve fare concorrenza anche all’assessorato all’urbanistica
Umberto Eco, Postille a “Il Nome della Rosa”, Bompiani, 1986

La domanda in assoluto più ricorrente che mi viene fatta da quando faccio presentazioni (ossia ormai dal lontano maggio 2004) è che cosa c’entri l’astrofisica con la scrittura. È che la Mondadori, comprensibilmente, ha venduto il mio essere astrofisico insieme ai libri, e ovviamente la cosa non poteva non stuzzicare la curiosità della gente: perché un astrofisico scrive fantasy e non fantascienza? È una forma di fuga dalla realtà? Ma, soprattutto, essere un astrofisico aiuta a fare lo scrittore?
Fino ad un annetto fa rispondevo che no, in fin dei conti questi due aspetti della mia vita non erano collegati, che tutto sommato vivevano in momenti diversi della giornata – strano a dirsi, ma scrivevo di notte e facevo l’astrofisico di giorno – e che al massimo applicavo la stessa disciplina mentale e alla scrittura e alla ricerca.
Poi, però, ho iniziato a pensarci. Ma dove sta scritto che le due cose non debbano comunicare? In fin dei conti non mi sentivo esattamente dimidiata: ricerca e scrittura convivevano placidamente l’una al fianco dell’altra, a parte ovvie acrobazie per trovare il tempo di far tutto. Magari esisteva un modo per mettere assieme le due cose, chissà…
I Regni di Nashira è nato allora. Ok, prima forse c’erano altre suggestioni, che erano venute fuori da discussioni con Sandrone Dazieri, mio editor, scrittore e amico. Però l’idea di mettermi a costruire il mondo in modo un po’ più consapevole rispetto alla prima volta che l’avevo fatto e cercando di metterci dentro anche i miei studi, ha giocato un ruolo fondamentale nella creazione del mondo. Per cui: serve l’astrofisica per scrivere fantasy? Sì, serve, e ve lo vado a dimostrare.
Le idee che avevo in testa erano essenzialmente due: volevo un pianeta che girasse intorno ad un sistema doppio – perché Star Wars ci insegna che nulla fa più alieno di un paio di soli in cielo – e in cui ci fosse scarsità d’aria – idea questa che mi era venuta appunto parlando con Sandrone. Per la prima, avevo l’imbarazzo della scelta. I sistemi doppi sono semplicemente due stelle che si girano intorno, o meglio, girano attorno ad un punto chiamato centro di massa. Se una delle due stelle è molto più grande dell’altra, diciamo A è più grande, B è più piccola, il centro di massa cadrà dentro A, e vedremo sostanzialmente B che gira intorno ad A. Altrimenti, vedremo le due stelle che più o meno girano intorno ad un punto che non vediamo.
Di sistemi binari in giro ce ne sono molti. Per esempio, Sirio, una delle stelle più luminose del cielo estivo, è un sistema binario. Esistono anche sistemi multipli, composti da un numero n di stelle legate dalla gravità: Mizar, nell’Orsa Maggiore (magari qualcuno di voi se la ricorderà dalla meravigliosa serie di Asgard de I Cavalieri dello Zodiaco) è composta da sei, dico sei stelle. Comunque. Un sistema binario semplice, con due stelle che si girano intorno, non è nulla di particolare. Io volevo qualcosa di più tragico e spettacolare. Chi di voi ha letto Notturno di Asimov ha visto un pianeta che girava intorno a sei stelle, senza notte. Una volta ogni svariati secoli, le stelle vengono eclissate dalla luna del pianeta, causando pochi, devastanti minuti di notte. Immaginate la notte in un posto che non ne ha mai conosciuta una, in cui c’è sempre luce. Ecco, volevo qualcosa di tragico, che mettesse in discussione le credenze, le certezze degli abitanti del pianeta esattamente come la notte in Notturno.
La fisica mi fa gioco. Il bestiario di sistemi binari è composto da ben più che due semplici stelle che si girano intorno. Una delle due stelle, ad esempio, può essere un oggetto compatto, come una nana bianca. Una nana bianca è il “cadavere” di una stella di dimensioni non molto diverse dal sole: quanto le reazioni termonucleari che la fanno splendere cessano per esaurimento del carburante, la stella si comprime, diventando più piccola e caldissima. Il suo destino è quello di raffreddarsi lentamente – molto lentamente – fino a non essere più visibile. Per inciso, alcune nane bianche sono fatte di carbonio, e il carbonio ad alta pressione diventa…esatto, diamante. Altro che De Beers…Oppure in un sistema binario ci possono essere casi di vampirismo: sotto certe condizioni, una delle due stelle può “succhiare” materia all’altra. L’immagine è suggestiva, come mostrano anche le rappresentazioni pittoriche.

O, ancora, ci sono sistemi binari che contengono buchi neri; un buco nero è una stella morta, come la nana bianca, solo che la stella che l’ha generata ha una massa di decine di volta quella del Sole, per cui, quando il carburante finisce e la stella si spegne – in questi casi in genere lo fa in modo spettacolare, con un enorme botto che si chiama esplosione di supernova – genera un oggetto in cui la densità è infinita. È un concetto impossibile da immaginare, e infatti i buchi neri sono bestie strane e affascinanti, sulla cui stessa esistenza a lungo si è dibattuto. Comunque, come vedete, di roba interessante non ne manca. Per non essere spoilerosa, non vi dirò cosa scelsi più o meno due anni fa, quando iniziai a pensare a Nashira e al suo sistema binario. Chi ha letto il libro, sa quali sono le caratteristiche di Mira, la stella rossa, e Cetus, la stella bianca, che illuminano Nashira. Detto incidentalmente, i nomi non sono scelti a caso: Mira è una stella variabile, ossia la sua luminosità varia nel tempo, e si trova, indovinate un po’, nella costellazione di Cetus. Per altro, Mira è la prima variabile mai scoperta, e il suo nome, infatti, significa “meravigliosa”. Nessuna aveva mai visto nulla di simile, prima. Cetus, invece, vuol dire balena.
Trovato il sistema binario, mi è venuta in mente un’altra idea. Volevo rendere Nashira il più possibile peculiare. Niente di meglio, allora, che agire sull’alternanza delle stagioni. Ad esempio, sarebbe interessante un posto in cui le stagioni non si alternino: ci sono dei posti in cui è sempre estate, altri in cui è sempre autunno, altri sempre inverno…Ma è possibile? Certo che sì. Perché sulla Terra ci sono le stagioni? È a causa dell’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano dell’Eclittica. Innanzitutto, cos’è l’Eclittica: è quel piano sul quale si trovano più o meno i pianeti nel loro moto di rotazione intorno al Sole. Ora, tutti sappiamo che oltre al moto di rivoluzione intorno al Sole, i pianeti girano anche su se stessi, intorno ad un asse. Quest’asse, a seconda del pianeta, ha un’inclinazione rispetto al piano dell’Eclittica. Ad esempio, Urano ha un asse inclinato di circa 8°, il che ne fa un pianeta che letteralmente “rotola” sull’eclittica.

Nel caso della Terra, l’inclinazione rispetto al piano dell’Eclittica è di circa 70°, quasi perpendicolare. Appunto, quasi, e il trucco sta tutto lì. Durante la rivoluzione intorno al Sole l’inclinazione dell’asse terrestre rimane invariata. Ciò significa che l’angolo con cui i raggi del Sole colpiscono la stessa porzione di globo cambia a sei mesi di distanza. Anche qui, vi allego disegnino.

Immaginate che il sole stia al centro della figura. A sinistra, in inverno, la città di Allentown viene illuminata con raggi radenti, a destra, in estate, da raggi più perpendicolari. E sappiano tutti che i raggi radenti illuminano – e dunque riscaldano – meno di quelli perpendicolari. Infatti d’estate al tramonto si respira, a mezzogiorno si muore di caldo.
Dunque, affinché su Nashira non ci fossero le stagioni, bastava far sì che l’asse di rotazione fosse dritto, perpendicolare rispetto al piano di rotazione intorno a Mira e Cetus. Immaginate infatti la stessa figura precedente nel caso in cui l’asse di rotazione fosse dritto. Vi allego ulteriore figura.

I riflettori fanno le veci del sole. Se spostate il pianeta a destra dei riflettori, l’angolo con cui la luce incide sulla superficie, a qualsiasi latitudine – ossia per qualsiasi distanza (angolare) dall’equatore – non cambia. Ecco a voi Nashira.
Ecco qua. È solo l’inizio, ovvio, ma il mondo è creato. E per altro vi assicuro, come quelli che hanno letto il libro avranno già intuito, che la presenza del sistema binario, e la scelta della tipologia dello stesso, ha segnato il destino di Nashira: quando ho fatto quello, la storia è venuta fuori da sola.
Lascio a voi l’interpretazione dell’enigmatica citazione in apertura a questo post. Di mio dico solo che a volte serve un fisico per scrivere una storia ambientata in un altrove

Riferimenti per le figure
http://members.wolfram.com/jeffb/poster/poster.html
http://www.astronomy.org/programs/seasons/
http://www.skylive.it/123StellaSistemaSolare/urano.aspx

P.S.
Questo post partecipa al Carnevale della Fisica.

Ieri ho assistito ad un workshop in cui si illustravano le attività di ricerca del dipartimento di fisica. In verità confesso di aver seguito la sessione di astrofisica, perché era quella che mi interessava di più. S’è parlato di tante cose interessanti, ma in particolare una mi ha colpita, perché mi affascina da quando seguii un corso di dottorato al riguardo: le onde gravitazionali.
Facciamo un passettino indietro. Ci sono le onde del mare, come tutti sappiamo: diciamo che sono increspature della superficie dell’acqua, più nello specifico sono modificazioni della densità e della pressione dell’acqua. Quel che si propaga è il “movimento” (energia e quantità di moto, per usare una terminologia fisica), ma non la materia, almeno nel caso delle normali onde che fanno ballare il pedalò quando andiamo al largo, al mare. Onde simili si propagano anche nell’aria: ad esempio i suoni sono esattamente delle variazioni periodiche della densità dell’aria. Questi due tipi di onde hanno bisogno di un mezzo per propagarsi: no acqua, no onde, no aria, no suoni, come sappiamo (quelli che fanno i film di fantascienza lo sanno un po’ meno ma sorvoliamo).
Esistono però anche onde che non hanno bisogno di un mezzo fisico per propagarsi: è il caso delle onde elettromagnetiche. Infatti, se nel vuoto i suoni non possiamo sentirli, la luce, che è l’onda elettromagnetica con cui abbiamo più a che fare ogni giorno, la vediamo benissimo. In quel caso, ad oscillare periodicamente è il campo elettromagnetico, ossia, per metterla giù facile, la direzione e l’intensità delle forze elettromagnetiche.
Ora, come voi sapete esiste la gravità. Noi la conosciamo nella forma classica lasciataci da Newton, ossia

dove M e m sono le due masse che si attraggono, r la loro distanza e G la costante di gravitazione universale. Solo che questa formula va bene solo sotto certe approssimazioni. La forma più esatta che esprime il funzionamento della forza di gravità è la teoria della relatività generale di Einstein, da lui proposta nel 1916. Già, sono quasi cento anni; come passa il tempo. Potrei scrivervi le formule, ma hanno un aspetto decisamente meno amichevole di quella della gravità di Newton, e richiedono conoscenze avanzate di matematica per essere spiegate, per cui mi esimo. Vi basti sapere che la teoria della relatività generale prevede che anche il campo gravitazionale possa oscillare e produrre dunque onde, le onde gravitazionali. Sostanzialmente, le onde gravitazionali sono modificazioni dello spazio-tempo: è come se lo spazio fosse un tessuto che viene increspato da queste onde. E già questo l’ho sempre trovato fighissimo. Comunque. La parola chiave di tutto il discorso è: previsto. Le onde gravitazionali sono state previste, ma nessuno le ha mai viste. Perché sono estremamente elusive, ossia producono effetti minuscoli.
Si suppone vengano prodotte da qualsiasi interazione tra masse. In teoria anche battere le mani produce onde gravitazionali. Dov’è il busillis? Presto detto.
Suppongo saprete che la forza di attrazione tra voi e lo schermo sul quale state leggendo esiste, ma è minuscola. Questo perché la vostra massa e quella dello schermo è piccola, e al contempo anche G è molto, molto piccola. Invece, l’attrazione tra voi e la terra è significativa, tanto da tenervi ancorati al pavimento coi piedi. Dunque, perché la forza di gravità abbia effetti significativi occorre avere a che fare con grandi masse. E infatti, le onde gravitazionali che si cerca di misurare sono prodotte dallo scontro o dalla variazione di oggetti dotati di grandi masse: buchi neri che vibrano, stelle di neutroni che si fondo, e cose del genere. Il problema però è che anche prendendo in considerazione masse grandissime (quelle quelle stelle, di un buco nero o di una galassia) ugualmente l’effetto che le onde gravitazionali generate producono è minuscolo. Se prendiamo il caso, che so, di due stelle di neutroni che si fondono (coalescono, si dice), l’effetto dell’onda gravitazionale prodotta è quello di spostare due masse di prova di 0,000000000000000000001 m per ogni metro che le separa. Una cosa ridicola, come vedete.
Nonostante questo, sono 50 anni che le si cerca. Perché trovarle sarebbe una bella conferma della relatività generale (una delle molte), e soprattutto aprirebbero un’intera nuova branca dell’astrofisica: perché ogni segnale che proviene da una sorgente di dice tantissimo sulla struttura che l’ha prodotta, e le onde gravitazionali non fanno eccezione.
Ecco, io questa cosa l’ho sempre trovata eroica. Immaginate un ricercatore che trascorre tutta la sua vita a cercare una cosa. Sa che esiste, ma sa anche che trovarla è difficilissimo, e che, prima ancora di tentare, deve possedere lo strumento giusto. Altrimenti è come cercare di misurare una cosa lunga 10 cm con un metro che ha tacche solo ogni 50 cm. Impossibile. La storia del nostro ipotetico ricercatore è quella di affinare di continuo il suo strumento, senza sosta, fino a spingerlo a limiti di sensibilità letteralmente impensabili. Senza vedere niente.
Io, come fisico stellare, le stelle le vedo tutti i giorni. Il mio problema, anzi, è che certe volte ho troppe misure. Uno che studia le onde gravitazionali non ha mai fatto una misurazione di onda gravitazionale in vita sua. Ha misurato tante altre cose, in compenso, ma mai quella che cerca. Attende da sempre di vedere sullo schermo del suo computer quel segnale, quell’unico segnale che gli dice che ce l’ha fatta.
Io li ho visti i rivelatori di onde gravitazionali. Uno è all’INFN di Frascati. Ho visto l’enorme involucro di metallo verde, e ho visto lo schermo collegato, fisso sempre sulla stessa immagine. E ho pensato che una persona che fa questo nella vita è un eroe. Voglio dire, è una situazione à la Deserto dei Tartari. I barbari ci sono, dannazione, ma appena dietro l’orizzonte. E tu rimani lì, anche se non li hai visti mai, e continui a guardare con la stessa attenzione. Senza contare il fatto che nel frattempo sei riuscito a realizzare l’impensabile: uno strumento dotato di una precisione allucinante. E considerate che ci sono infinite fonti di rumore (in fisica il rumore è tutto ciò che “sporca” il tuo dato, segnale che non è dato di rilevanza scientifica, quindi, che so, le luci della città quando guardi le stelle) per strumenti del genere: le nuvole che si muovono, le onde del mare. I terremoti.
Un giorno il nostro professore di fisica 2 venne a lezione un po’ sbattuto. Ci disse che Nautilus, il rivelatore verde di cui sopra, quella notte aveva rilevato qualcosa. S’erano tutti eccitati, si erano messi lì a controllare i dati, solo per scoprire che aveva rivelato un terremoto che c’era stato non so dove.
A me piacerebbe chiudere questa storia di Titani con un bel “ma tra dieci anni le becchiamo di sicuro”. Purtroppo la ricerca non dà di queste sicurezze. Sono allo studio nuovi rivelatori, ancora più sensibili, uno è addirittura composto da tre satelliti che si spareranno l’uno verso l’altro dei laser potentissimi; si chiama LISA, ed era l’oggetto del mio esame di onde gravitazionali, appunto. Le speranze di riuscire a beccare questo elusivo fenomeno fisico aumentano, ma chissà. Resta la grandezza di chi continua a cercare: l’essenza di questo lavoro strano e tremendo sta tutta là, in quella persona che guarda quello schermo fisso da cinquanta anni a questa parte. Qualcuno ha detto: “Non è vero che il ricercatore insegue la verità, è la verità che insegue il ricercatore.” E forse è vero.

Tra mezz’ora circa terrò un seminario sul mio lavoro all’università. Sono graditi pensieri di solidarietà tra le 13.00 e le 14.00.