Se lo spazio si estende in tutte le direzioni, cosa si trova sotto la Terra?

Non molto tempo fa leggevo uno di quegli articoli che ti compaiono su Facebook, dove come immagine principale veniva mostrato un planisfero capovolto. Un’iniziativa che da tempo è stata promossa dagli abitanti dell’Argentina, proponendo che il Nord fosse il Sud.

Al di là delle implicazioni dietro questa idea, mi sono messo a riflettere sulla ragione astronomica per cui abbiamo scelto che il Nord fosse in alto e il Sud in basso, ovvero: in che momento si è deciso che l’orientamento dovesse essere proprio così?

Indagando un po’ in rete, ho scoperto che la risposta più accettata è legata a una convenzione utilizzata dagli antichi navigatori e mercanti provenienti dall’Europa, stabilita definitivamente con la realizzazione della mappa di Mercatore.

Una spiegazione con un pizzico di scienza in più potrebbe essere che, da poco meno di 13 mila anni, una stella coincide quasi perfettamente con l’asse di rotazione terrestre: Polaris, nella costellazione dell’Orsa Minore, che indica ciò che conosciamo come Polo Nord Celeste.

In altre parole, la nostra “stella del nord” è rimasta lì abbastanza a lungo da poter essere utilizzata come riferimento per navigare o orientarsi all’interno di quel quasi 68% di massa terrestre che si trova da questo lato dell’equatore. Benissimo, ma allora: che cosa c’è sotto la Terra?

Sotto o sopra?

Fatta eccezione per un periodo più o meno oscuro dal punto di vista scientifico — e dico “più o meno” perché, secondo alcuni difensori del Medioevo, ci furono comunque alcuni progressi, soprattutto empirici, in ambito medico — in quell’epoca si credeva che la Terra fosse piatta.

L’immagine che molti di noi hanno visto durante l’istruzione di base era quella di un disco sorretto da alcuni elefanti che, a loro volta, stavano in piedi su una tartaruga. Un’immagine molto diversa da quella del “Titano Atlante” che, secondo i Greci di secoli prima, sosteneva sulle spalle un globo terrestre per l’eternità.

In queste rappresentazioni era relativamente facile individuare dove si trovasse il “sotto”: bastava considerare il suolo su cui poggiavano la tartaruga o il titano. Tuttavia, con l’arrivo del Rinascimento, le domande tornarono a emergere: come dimostriamo la sfericità della Terra? Che cosa c’è sotto di noi?

Nel senso più stretto della domanda, sotto di noi si trova semplicemente il centro della Terra e basta: continuiamo a osservare le stelle! Ma perché fermarsi qui e non continuare a scrutare ciò che c’è oltre, dall’altra parte del pianeta, sotto il Sistema Solare? È possibile porsi davvero questa domanda?

Sopra e sotto?

Una frase molto bella che mi ha lasciato la mia tutor del dottorato, la dottoressa Deborah Dultzin, riguardo alle osservazioni e alle misurazioni astronomiche, è la seguente:

Proviamo a pensare a che cosa volesse dire con questo: poiché le convenzioni di “sopra” e “sotto” funzionano solo quando abbiamo un sistema di riferimento, se un giorno ci trovassimo persi nello spazio non potremmo rispondere così facilmente… grazie amici astronomi!

Quando osserviamo attraverso un telescopio, a causa del percorso “ottico” che la luce compie attraversando o riflettendosi su lenti e specchi dello strumento, l’immagine cambierà inevitabilmente orientamento e ciò che, dalla nostra prospettiva, è in basso o a destra lo vedremo in alto e a sinistra.

In astronomia, di solito risolviamo questo problema in modo molto semplice. Stabiliamo un punto di riferimento che non cambi per nessun osservatore sulla Terra e, a partire da lì, a seconda della direzione in cui osserviamo, assegniamo valori positivi o negativi.

In generale, i movimenti avvengono su una grande sfera e così, utilizzando le convenzioni matematiche, tutto ciò che si muove in senso contrario alle lancette dell’orologio viene considerato positivo; allo stesso modo, ciò che va dall’Equatore (in basso) verso il Polo Nord (in alto) avrà lo stesso segno.

Non esistono privilegi nell’universo

In articoli precedenti abbiamo già parlato de la conservazione del momento angolare, quel principio della fisica che fa sì che gli oggetti in rotazione girino più velocemente se sono “compatti” e più lentamente se sono “estesi”, come le gonne o le braccia e le gambe delle ballerine di balletto.

Questo accade anche quando una stella si sta formando, come abbiamo raccontato nell’articolo sugli oggetti di Herbig-Haro. Ma che cosa determina il verso di rotazione? Non lo sappiamo: basta una piccola perturbazione o un vento stellare esterno perché la rotazione avvenga in una direzione qualsiasi. Nell’Universo non esistono privilegi.

Ciò che risulta intrigante nel Sistema Solare è che la maggior parte dei pianeti ruota nello stesso verso, se li osservassimo “dall’alto”, ovvero perpendicolarmente all’eclittica, dal nord celeste. Fanno eccezione Venere e Urano, che si ritiene abbiano subito un grande impatto: la maggior parte ruota in senso antiorario (verso sinistra).

Andando ancora oltre, troviamo il piano galattico, al quale assegniamo anch’esso un nord e un sud che, per praticità, coincidono quasi perfettamente con i punti già definiti in precedenza. Quindi… che cosa c’è sotto? L’unica risposta che possiamo dare con certezza è: "It’s full of stars!"