e le frontiere dello
scritto dal dott. dominic walliman con ben newman illustrazioni di ben newman
Gli autori desiderano ringraziare:
ben newman
Dedicato alla mia meravigliosa mamma, Kathy Newman. Grazie per aver alimentato la mia immaginazione infantile con pazienza, amore e fumetti.
dr. dominic walliman
Questo libro è dedicato a te, lettore.
Il fatto che tu abbia deciso di prendere questo libro mi rende incredibilmente felice. Spero che ti diverta leggerlo tanto quanto ci siamo divertiti a scriverlo.
È stato fatto di tutto affinché ogni affermazione contenuta in questo libro fosse il più corretta possibile.
Purtroppo (o per fortuna), siamo pur sempre umani, e a volte commettiamo piccoli errori.
Se questo fosse accaduto, scriveteci all’indirizzo mail chiedi@baopublishing.it segnalando l’eventuale errore, e noi ci assicureremo che venga corretto nelle edizioni future.
Traduzione Leonardo Favia Impaginazione e lettering Officine Bolzoni
Supervisione Francesco Savino
Proofreading Teresa de Pasquale
Via Leopardi 8 – 20123 Milano chiedi@baopublishing.it – www.baopublishing.it
Il logo di BAO Publishing è stato creato da Cliff Chiang. Il logo di BaBAO è stato creato da Lorenza Natarella. Titolo originale dell’opera: Professor Astro Cat’s Frontiers of Space
This revised edition originally published in the English language in 2022 as Professor Astro Cat’s Frontiers of Space © Flying Eye Books Ltd, 27 Westgate Street E83RL, London. First edition published in 2013 by Flying Eye Books. Designed and illustrated by Ben Newman. Text Edited by Alex Spiro and Ben Newman.
For the Italian edition: Copyright © 2024 BAO Publishing. All Rights Reserved. Per l’edizione italiana: © 2024 BAO Publishing. Tutti i diritti riservati. Stampato nel febbraio 2024 presso Ozgraf S.A., Polonia.
ISBN: 979-12-5621-008-4
PRIMA EDIZIONE
SOMMARIO
INTRODUZIONE
L’UNIVERSO
LA NASCITA DI UNA STELLA
LE GALASSIE
IL SOLE
IL SISTEMA SOLARE
LA TERRA
LA LUNA
I PRIMI VIAGGI SPAZIALI
VERSO LA LUNA
FATTI LUNARI
MODA SPAZIALE
RAZZI MODERNI
LA STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE
VIVERE NELLO SPAZIO
TELESCOPI
DETRITI LUNARI
LA MORTE DELLE STELLE
BUCHI NERI
COSA SI TROVA NELLO SPAZIO PROFONDO?
LA FINE DELL’UNIVERSO
LA VITA NELL’IGNOTO
IL FUTURO DELLO SPAZIO
ASTRO TOPO
GILBERT
MARTHA
ERNIE
Ogni notte, mentre il Sole si nasconde oltre l’orizzonte, gli ultimi raggi di luce solare proiettano nel cielo una meravigliosa gamma di colori. Mentre la notte si avvicina, questi colori cedono il passo a un profondo cielo scuro adornato da un arazzo di “piccole” stelle scintillanti. Quando alzate lo sguardo alle stelle e all’oscurità tra loro, state osservando la cosa più grande che esista: l’Universo!
Ma dove va il nostro Sole di notte? Di cosa sono fatte le stelle e da dove vengono? Siamo da soli nell’Universo o ci potrebbe essere un altro ragazzo o ragazza da qualche parte, su un distante pianeta, che guarda il cielo e si fa le stesse identiche domande?
Il nostro Universo è molto complicato, e molti scienziati passano tutta la vita a cercare di svelare i suoi più oscuri segreti... infatti molti di questi devono essere ancora rivelati. Ma non vi preoccupate, il Professor Astro Gatto è qui per dare una mano, e io sono il più intelligente gatto randagio che mai incontrerete! Quindi, chiudete i boccaporti e allacciate le cinture, è arrivato il momento di decollare e scoprire Le frontiere dello spazio del Professor Astro Gatto!
PROFESSOR
FELICITY
ASTRO GATTO
EVIE
L'UNIVERSO
Una cosa la sappiamo di per certo, e cioè che l’Universo è veramente, ma veramente grande, perché contiene tutte le stelle in cielo e molto altro! Infatti, l’Universo è così grande che non sappiamo nemmeno se abbia una fine. Immaginate di decollare dalla Terra su un’astronave e di viaggiare per l’eternità senza mai incontrare niente... Ecco quanto è grande l’Universo. Ma aspettate, fatemi cominciare dall’inizio. Prima di tutto, com’è nato l’Universo?
L’inizio è il Big Bang: 13,8 miliardi di anni fa (13.799.000.000 anni).
377 mila anni (377.000 anni) dopo il Big Bang: si formano gli atomi e i fotoni della luce viaggiano liberamente.
L’Universo è esploso fino a esistere 13,8 miliardi di anni fa, in un evento chiamato Big Bang. Tutto nell’Universo è stato originato in quel momento: tutta la materia che compone le stelle e i pianeti e l’energia che c’è tra essi, anche lo spazio e il tempo sono stati creati dal Big Bang. Nessuno sa perché sia successo, ed è ancora uno dei più grandi misteri della scienza!
VORTICARE NELL’ESISTENZA
Attraverso il tempo, l’Universo si è espanso in tutte le direzioni e ha cominciato a prendere forma. Da questa energia turbinante, hanno avuto origine minuscole particelle. Dopo poche centinaia di migliaia di anni, si sono riunite in atomi, il mattoncino da costruzione alla base di tutto ciò che possiamo vedere nell’Universo. Nello stesso momento, la luce è stata rilasciata ed è stata libera di volare nell’Universo. Wow!
UN BANG!
LE STELLE
Solo centinaia di milioni di anni dopo, gli atomi si sono uniti in grandi nubi, da cui è nata la prima generazione di stelle.
200 milioni di anni
(200.000.000 anni) dopo il Big Bang: si formano le prime stelle.
LE GALASSIE
Le prime stelle si sono raccolte per formare galassie, e l’Universo ha iniziato a diventare quello che vediamo nel cielo notturno oggi. Addirittura, in questo momento, l’Universo si sta ancora espandendo... e continuerà a espandersi sempre di più per sempre!
ASTRO FATTO: Potete sentire da voi l’eco del Big Bang! Ascoltate la radio desintonizzata: un crepitio su cento è causato dalla luce rimanente del Big Bang, propagatasi per milioni di anni attraverso le onde radio.
500 milioni di anni
(500.000.000 di anni) dopo il Big Bang: si formano le prime galassie.
LA NASCITA DI UNA STELLA
Potreste pensare che l’unico momento in cui è possibile vedere le stelle sia di notte, ma vi sbagliereste. Il nostro Sole è una stella, e lo vedete ogni giorno! Il Sole è una stella normalissima e ha mantenuto la sua temperatura e la sua luminosità stabile da quando c’è vita sulla Terra. Tutte le altre stelle sono molto più lontane del Sole, ed è per questo che sembrano così piccole nel cielo notturno, ma hanno tutte storie incredibili da raccontare. Da dove vogliamo cominciare?
NUBI DI GAS
Le stelle si sono formate da nubi gassose di idrogeno, causate dal Big Bang o da altre stelle esplose precedentemente.
RISCALDAMENTO
Nel tempo, la gravità ha attratto questo gas in ammassi, dove ha cominciato a vorticare e riscaldarsi.
IN UN LAMPO
Ha continuato così fino a quando il gas è diventato abbastanza denso e caldo da combinarsi... poi, in un lampo di luce, è nata una nuova stella. WOW!
STELLA DI SEQUENZA PRINCIPALE
Il nostro Sole è conosciuto come una stella di “sequenza principale”, e ce ne sono molte altre simili a esso. Le stelle di sequenza principale costituiscono il 90% delle stelle che possiamo vedere e sono le più probabili ad avere pianeti in orbita che potrebbero sostenere la vita.
NANA ROSSA
Le stelle nane rosse sono più piccole del nostro Sole, ma hanno una vita molto lunga. Sono così piccole che hanno nel loro nucleo una reazione nucleare relativamente lenta e stabile che dura centinaia di miliardi di anni.
STELLA GIGANTE
Le stelle giganti sono molto grandi, il che vuol dire che sono estremamente calde e luminose. Purtroppo, questa incredibile energia le porta a bruciare molto rapidamente, quindi hanno una vita molto più breve del nostro Sole.
NANA BRUNA
Le stelle nane brune sono le stelle più piccole dell’Universo. Non sono abbastanza grandi da unire l’idrogeno, ma sono abbastanza grandi da creare altri elementi. Le nane brune sono molto piccole e non generano molta luce, quindi sono molto difficili da scoprire.
Sono così belle!
LE GALASSIE
Le galassie sono composte da un gran numero di stelle che vorticano come un gigantesco mulinello spaziale. La nostra galassia è chiamata Via Lattea e sembra una girandola. Contiene più stelle di quante se ne possano contare in una vita e gira costantemente, molto, molto lentamente... così lentamente che ci mette 225 milioni di anni per effettuare un giro completo.
LE SCIE DELLA VIA LATTEA
Potete osservare con i vostri occhi la Via Lattea nel cielo notturno se andate in campagna, lontano dalle luci delle città. Forma una scia lattiginosa di luce per tutto il cielo, ed è molto bella da vedere.
IN UNA GALASSIA LONTANA LONTANA...
Oltre la Via Lattea ci sono molte altre galassie, tutte composte da un numero di stelle impossibile da contare. Quelle galassie hanno ogni tipo di forma e dimensione: alcune sono turbinanti come la nostra, altre sono sfere gigantesche e disordinate simili a uno sciame di api. Potete vedere un paio di galassie con i vostri occhi, ma la maggior parte è così lontana che avrete bisogno di un telescopio.
Ci sono galassie che si allungano nelle profondità dello spazio, fin dove riescono a essere individuate dai nostri telescopi più potenti, e ce ne sono di certo molte altre.
ANDROMEDA CALLING
La galassia a spirale più vicina alla Via Lattea è la galassia di Andromeda, a circa 2,5 milioni di anni luce. È così distante che la luce che vediamo ha viaggiato nello spazio per 2,5 milioni di anni. Questo vuol dire che vediamo la galassia di Andromeda nel suo passato, molto prima dell’esistenza umana sulla Terra!
LA VELOCITÀ DELLA LUCE
Visto che gli oggetti nello spazio sono molto lontani, non misuriamo le distanze in miglia o chilometri, ma in anni luce!
AL LIMITARE DELL’UNIVERSO
Più lontano guardate nello spazio, più lontano guardate nel passato. Quindi la galassia più lontana che abbiamo scoperto è molto, molto antica. Si chiama MACS0647-JD e, visto che è proprio al limitare dell’Universo visibile, la osserviamo com’era non troppo tempo dopo il Big Bang.
Un anno luce è la distanza che la luce percorre in un anno terrestre. La luce è la cosa più veloce dell’Universo, e può coprire distanze incredibili in breve tempo.
È così veloce che può fare il giro della Terra sette volte e mezzo in un secondo!
IL SOLE
Il Sole è la stella più importante del nostro cielo, illumina e riscalda noi e tutti gli esseri viventi sulla Terra. È proprio come le altre stelle del cielo, solo che sembra molto più grande. È così grande che, se il Sole fosse cavo, occorrerebbe un milione di terre per riempirlo. Come le altre stelle, il Sole è una gigantesca palla di fuoco, un’esplosione che continua ad andare avanti.
LO SAPEVATE?
La luce del Sole che vediamo ci mette 8 minuti e 20 secondi per arrivare qui dal centro del Sole.
ROBA CHE SCOTTA
Il Sole è veramente, veramente bollente: 5.500 gradi Celsius sulla superficie e 15 milioni gradi Celsius al centro.
LUCE E CALORE
La luce e il calore emessi dal Sole derivano da un processo chiamato reazione di fusione. La grande pressione e la temperatura al centro del Sole fanno scontrare gli atomi, rilasciando una grande quantità di energia. Il Sole è composto da gas estremamente bollenti, 74% idrogeno, 25% elio e 1% di altri elementi. Potreste aver già sentito parlare dell’elio, visto che viene messo nei palloncini per farli volare. Si potrebbe usare l’idrogeno allo stesso scopo, ma lo si evita perché esplode facilmente!
CORONA
La parte più calda del Sole si trova all’esterno, nella corona, dove le temperature possono raggiungere fino a 20 milioni di gradi Celsius durante le esplosioni solari! Questa temperatura è addirittura più alta della reazione di fusione al centro del Sole! Tuttavia, la temperatura normale della corona è di circa 2 milioni di gradi Celsius.
FREDDO GELIDO
La cromosfera è la parte più fredda del Sole, intorno a 3.800 gradi Celsius, sebbene sia abbastanza bollente da sciogliere una nave spaziale.
CROMOSFERA
FOTOSFERA
CORONA
ACNE DELLE STELLE
Ogni tanto, il Sole presenta macchie solari. Queste sono aree più fredde e sono causate dal magnetismo del Sole. Il Sole rilascia molte particelle e radiazioni intorno alle macchie solari con eruzioni solari.
GIRO GIRO TONDO
Sebbene vediamo il Sole spostarsi nel cielo ogni giorno, è solo un’illusione. Davvero, il Sole rimane fermo tutto il tempo. È la Terra a girare, effettuando una rotazione completa ogni giorno. È questo che fa sorgere e tramontare il Sole... è come se voi giraste attorno a una lampada: vi sembrerebbe che a volare intorno a voi sia la lampada.
VENTO SOLARE
Oltre a trasmettere luce e calore, il Sole proietta molte minuscole particelle che compongono il vento solare. Siamo protetti dalla maggior parte di queste particelle grazie al campo magnetico della Terra, che si comporta come un invisibile campo di forza, deviandole.
VENTO SOLARE
ERUZIONI SOLARI
CAMPO MAGNETICO
DELLA TERRA
IL SISTEMA SOLARE
Il sistema solare contiene otto pianeti che orbitano attorno al Sole nella stessa direzione. Il Sole è il centro del sistema solare e, viste le sue gigantesche dimensioni, presenta una forza di gravità tale da mantenere tutti i pianeti insieme facendoli muovere attorno al Sole in giganteschi cerchi definiti orbite. La gravità è una forza che si comporta come un’invisibile corda tra il Sole e gli altri pianeti, e impedisce loro di volare via nello spazio.
PIANETI TERRESTRI
I primi quattro pianeti dal Sole sono fatti di roccia, e sono chiamati pianeti terrestri. Hanno una superficie solida su cui si potrebbe camminare e sono tutti vicini al Sole.
Se la Terra fosse un pomodoro ciliegino, di che dimensioni sarebbero gli altri pianeti?
Di certo non sarebbero così vicini tra loro. Ma se la Terra fosse un pomodoro ciliegino nelle vostre mani, il Sole sarebbe largo 4 metri. Più grande di una ruota di un camion!
MERCURIO
Grano di pepe
VENERE Ciliegia TERRA Pomodoro ciliegino
MARTE Pisello
GIOVE Anguria
SATURNO Pompelmo grande
Mela
CINTURA ASTEROIDALE
Tra Marte e Giove c’è una cintura asteroidale. Gli asteroidi sono simili ai pianeti, composti da roccia e metalli, ma sono molto più piccoli. Miliardi di anni fa, prima che si formassero i pianeti, l’intero sistema solare sembrava una gigantesca cintura asteroidale, ma nel tempo questi asteroidi si sono uniti a formare pianeti. Gli astronomi pensano che l’intensa forza di gravità di Giove tenga gli asteroidi della cintura asteroidale separati. In questo caso, la cintura asteroidale è un pianeta che non si è formato.
MERCURIO
SOLE
VENERE
TERRA
MARTE
PLUTONE, IL PIANETA NANO
Per molto tempo si è pensato che il pianeta più lontano nel nostro sistema solare fosse Plutone, un pianeta nano che si trova oltre Nettuno in una regione chiamata la Fascia di Kuiper. Nel 2006, gli scienziati decisero che Plutone non era più da considerarsi un pianeta, poiché ci sono altri oggetti nella Fascia di Kuiper che sono della stessa dimensione o più grandi di Plutone, come ad esempio Eris, un pianetoide scoperto nel 2005.
GIGANTI GASSOSI
Gli ultimi quattro pianeti sono tutti composti da gas, il che vuol dire che se provaste ad atterrarci, sprofondereste da parte a parte. Questi quattro “giganti gassosi” sono molto, molto più grandi dei pianeti terrestri e sono molto distanti tra loro.
Mi spiace, Plutone, ma non sei più considerato un pianeta!
PLUTONE
ERIS
NETTUNO
FASCIA DI KUIPER
LA TERRA
La nostra casa nell’Universo è una palla blu e verde di roccia chiamata Terra: c’è tutta la vita mai scoperta... e quale magnifica e incredibile varietà di vita abbiamo!
C’è un’ottima ragione per cui la Terra ha così tanti animali e piante: la presenza delle condizioni perfette per la vita. Proprio come Riccioli d’oro, cui non piaceva la propria zuppa troppo fredda o troppo calda, alle piante e agli animali non piacciono i pianeti troppo caldi o troppo freddi. La Terra è alla giusta distanza dal Sole, e così la temperatura permette alla vita di svilupparsi.
MERCURIO
Veramente troppo caldo
TERRA Giusta
VENERE Troppo caldo
MARTE Troppo freddo
L’ATMOSFERA
Lo strato d’aria che circonda la Terra si chiama atmosfera, ed è come una coperta calda attorno alla Terra, che ci protegge dallo spazio. Sebbene il Sole dia origine alla vita attraverso luce e calore, i raggi del Sole possono anche essere nocivi. Per questo mettiamo la crema solare d’estate, per evitare le bruciature. L’atmosfera ci protegge dai raggi del Sole più pericolosi, e conserva anche il calore, impedendoci di sentire freddo.
I RAGGI DEL SOLE
I RAGGI
DEL SOLE RIFLESSI
DALL’ATMOSFERA TERRESTRE
LA ZONA RICCIOLI D’ORO
Abbiamo l’unico pianeta del sistema solare che ha acqua allo stato liquido, un elemento essenziale per la vita. Se fossimo troppo vicini al Sole, tutta l’acqua si prosciugherebbe e sarebbe come vivere nel deserto. Se fossimo troppo lontani dal Sole, tutta l’acqua si ghiaccerebbe e sarebbe come vivere al Polo Nord. La Terra è il posto giusto per l’acqua liquida: la zona Riccioli d’oro!
RISCALDAMENTO GLOBALE
Negli ultimi anni, i gas che abbiamo emesso attraverso centrali elettriche, macchine e deforestazione hanno reso l’atmosfera più spessa. Proprio come farebbe una coperta più pesante, questo ha causato il surriscaldamento del pianeta. Il surriscaldamento terrestre scioglie le nostre calotte polari e innalza il livello del mare. E questo è un male per noi e la Terra!
L’ORBITA DELLA TERRA
La Terra gira nello spazio e attorno al Sole a una velocità incredibile: quasi 1.800 chilometri al minuto. Anche a questa velocità, la Terra impiega un intero anno per compiere un giro completo attorno al Sole.
LE STAGIONI
Le stagioni sono dovute al fatto che la Terra ha un asse inclinato. Invece di girare dritta, come una trottola, è inclinata su un lato. Quando siamo inclinati verso il Sole, questo è alto nel cielo e abbiamo giorni lunghi e tutto è bello e caldo: l’estate. Quando siamo inclinati lontani dal Sole, questo è basso nel cielo e abbiamo giorni brevi e freddi: l’inverno.
Questa immagine è per l’emisfero nord. Le stagioni sono al contrario per l’emisfero sud: quando da noi è Natale, è estate in Australia.
LA GRAVITÀ DELLA TERRA
Mentre la Terra gira e vola nello spazio, noi non notiamo alcun movimento. Questo perché siamo bloccati a terra da una forza chiamata gravità, una specie di fascia elastica invisibile tra noi e la Terra che ci impedisce di volare via nello spazio. Anche se saltate molto in alto, ritornerete sempre indietro. La gravità è ovunque!
Questa è la forza che impedisce all’aria di allontanarsi nello spazio, il che è ottimo, visto che abbiamo bisogno dell’aria per respirare. Fa anche girare la Luna attorno alla Terra, e la Terra attorno al Sole. Infatti, tutto nell’Universo è collegato dalla forza di gravità.
LA GRAVITÀ DEL SOLE
LA GRAVITÀ DEL SOLE
TERRA TERRA Rotazione della Terra attorno al Sole
Rotazione della Terra attorno al Sole