Guardare il cielo sembra un gesto semplice: alziamo gli occhi e vediamo ciò che esiste sopra di noi. In realtà non funziona così.

L’universo mente. O, più precisamente, ci mostra continuamente qualcosa di diverso da ciò che sta accadendo in questo momento. Non lo fa intenzionalmente, ovviamente. È una conseguenza delle leggi della fisica: la luce impiega tempo per viaggiare, la gravità può deviarla, il movimento altera ciò che osserviamo e perfino l’atmosfera terrestre modifica le immagini che arrivano ai nostri occhi.

La prima “bugia” è anche la più semplice: quando guardiamo il cielo, guardiamo il passato.

La luce non arriva istantaneamente. Quella del Sole impiega circa otto minuti per raggiungere la Terra. Significa che il Sole che vediamo non è il Sole di questo preciso istante, ma quello di circa otto minuti fa. Se potessimo osservarlo in sicurezza e qualcosa cambiasse improvvisamente sulla sua superficie, non potremmo saperlo immediatamente.

Con le stelle il ritardo diventa molto più grande. Proxima Centauri, la stella più vicina al Sole, si trova a più di quattro anni luce: la sua luce impiega quindi oltre quattro anni per arrivare fino a noi.

Poi usciamo dalla nostra galassia e la situazione diventa ancora più estrema.

La galassia di Andromeda dista circa 2,5 milioni di anni luce. Quando la osserviamo nel cielo, non vediamo Andromeda com'è oggi. Vediamo la luce partita da quella galassia circa 2,5 milioni di anni fa, quando sulla Terra i nostri antenati vivevano in un mondo completamente diverso. La NASA descrive infatti osservare Andromeda come guardare una scena proveniente da 2,5 milioni di anni nel passato.

Quindi esiste una conseguenza curiosa: non sappiamo realmente come appare Andromeda “adesso”. Possiamo prevedere molte cose grazie alla fisica e alle osservazioni, ma la fotografia aggiornata semplicemente non è ancora arrivata.

Più guardiamo lontano, più guardiamo indietro nel tempo.

È proprio per questo che telescopi come James Webb permettono agli astronomi di studiare l'universo giovane. Non possiedono una macchina del tempo: raccolgono semplicemente luce che ha viaggiato per miliardi di anni prima di raggiungerci.

Ma il tempo non è l'unico problema.

Anche la posizione apparente degli oggetti può ingannarci.

Un esempio storico riguarda i pianeti. Osservandoli notte dopo notte rispetto alle stelle, in alcuni periodi sembrano rallentare, fermarsi e addirittura muoversi all'indietro. È il cosiddetto moto retrogrado apparente.

Il pianeta, però, non cambia improvvisamente direzione.

Per i pianeti esterni come Marte, Giove o Saturno, l'effetto si produce quando la Terra, che percorre un'orbita più interna e più veloce, li supera. È simile a ciò che accade in automobile quando sorpassiamo un veicolo più lento: per qualche istante l'altra macchina può sembrarci andare all'indietro rispetto allo sfondo, anche se continua a muoversi in avanti.

Ancora una volta, ciò che vediamo è reale, ma la nostra interpretazione immediata può essere sbagliata.

Poi entra in gioco la gravità.

Siamo abituati a pensare alla luce come qualcosa che viaggia semplicemente in linea retta. Ma grandi concentrazioni di massa, come galassie e ammassi di galassie, deformano lo spazio-tempo e possono deviare il percorso della luce. Il fenomeno prende il nome di lente gravitazionale.

Il risultato può sembrare quasi un trucco fotografico.

Una galassia lontanissima può apparire allungata, deformata oppure ripetuta più volte perché la sua luce percorre strade differenti prima di raggiungerci.

Esiste un caso particolarmente spettacolare chiamato Croce di Einstein. In alcune immagini astronomiche sembra di osservare quattro oggetti luminosi disposti intorno a una galassia. In realtà quelle quattro luci possono essere quattro immagini dello stesso quasar, generate perché la gravità della galassia che si trova davanti devia la luce proveniente dall'oggetto più distante.

Vediamo quattro cose.

Ne esiste una.

È difficile trovare un esempio migliore di quanto l'universo possa apparire diverso dalla realtà che produce quell'immagine.

Persino il colore della luce può cambiare durante il viaggio.

L'universo si espande e, mentre lo spazio si espande, anche la lunghezza d'onda della luce proveniente da oggetti molto lontani viene stirata. Gli astronomi chiamano questo fenomeno redshift cosmologico, cioè spostamento verso il rosso.

Possiamo immaginarlo come un disegno fatto su un elastico. Se tiriamo l'elastico, anche il disegno si allunga. Nel cosmo accade qualcosa di concettualmente simile: durante il lunghissimo viaggio attraverso un universo in espansione, la luce viene spostata verso lunghezze d'onda maggiori.

Quindi una radiazione che parte con determinate caratteristiche può arrivare fino a noi profondamente modificata.

E non serve nemmeno andare a miliardi di anni luce per essere ingannati.

Basta guardare una stella dalla Terra.

Le stelle sembrano scintillare, accendersi e spegnersi rapidamente o cambiare leggermente posizione. Ma nella maggior parte dei casi non stanno realmente facendo nulla del genere. È la nostra atmosfera a deformare continuamente la luce mentre attraversa strati d'aria con caratteristiche diverse.

Per questo i telescopi spaziali hanno un vantaggio enorme: sopra l'atmosfera possono osservare una luce molto più stabile.

Alla fine emerge un principio sorprendentemente semplice.

Vedere non significa necessariamente osservare la realtà presente.

Vediamo il Sole com'era minuti fa. Vediamo Andromeda com'era milioni di anni fa. Vediamo pianeti che sembrano andare all'indietro anche se non lo fanno. Possiamo vedere quattro immagini di un oggetto che in realtà è uno solo. Vediamo stelle scintillare per un effetto prodotto dall'atmosfera.

L'universo, quindi, non ci consegna mai una fotografia neutrale della realtà.

Ci consegna informazioni.

Sta a noi capire quanto tempo impiegano ad arrivare, quale percorso percorrono e quali fenomeni le modificano durante il viaggio.

Ed è proprio qui che nasce gran parte dell'astronomia moderna: non dal semplice guardare ciò che appare nel cielo, ma dal chiedersi continuamente perché appare proprio così.

Forse, allora, dire che “l'universo mente” non è del tutto corretto.

L'universo mostra sempre le conseguenze delle proprie leggi.

Siamo noi che, per comprenderlo, dobbiamo imparare a non fidarci completamente di ciò che vediamo.