L'influenza dell'intero universo sulla nascita dell'uomo. il sole e la luna indispensabili per l'evoluzione della vita umana

L'influenza dell'intero Universo sulla nascita dell'uomo. Il Sole e la Luna indispensabili per l'evoluzione della vita umana

Il progresso naturale e il progresso scientifico in rapporto con l'uomo.

La stella Sole, la Luna e la Terra come preservatrici della vita sul nostro pianeta.

Fondamentale, per la stessa nascita di quella società di cui si è parlato finora, è stato senza dubbio il progresso naturale, ovvero il susseguirsi di tutte quelle trasformazioni dell'Universo, del Sistema Solare e specialmente della Terra che hanno determinato le condizioni indispensabili alla nascita della vita. Per miliardi di anni, l'Universo è stato il palcoscenico di incredibili mutamenti, nascite di stelle, pianeti, galassie, dando origine ad uno spettacolare e immenso sistema, regolato da rigide e precisissime leggi.

Il Sistema Solare, la Terra, l'uomo sono solo una minuscola parte di tutto ciò e questo basta a giustificare l'ossessivo interesse che sin dalla sua nascita ha portato l'uomo stesso ad ammirare il cielo, a guardare oltre i suoi confini, chiedendosi, con ovvie ragioni, se non esistesse altra vita al di fuori della Terra. C'è da sottolineare come le condizioni create dalla particolare posizione della Terra, sia rispetto al Sole che rispetto agli altri pianeti, dalla sua atmosfera e dalla temperatura media, la sua velocità di rotazione (profondamente influenzata dalla Luna), le sue specialissime condizioni climatiche, la sua grandezza (e dunque la sua gravità) e tanti altri fattori coincidessero perfettamente fra loro in modo da determinare la formazione di un principio di vita. Allo stesso tempo, questa "protovita" nacque e si sviluppò in un ambiente favorevole alla sua crescita, divenne più grande e iniziò la sua evoluzione: ciò che siamo adesso è il suo ultimo risultato (non necessariamente destinato a rimanere stabile). Se solo una di queste condizioni non si fosse verificata così com'è stata, la vita sulla Terra non esisterebbe, o esisterebbe in una forma totalmente diversa, modellata in modo da resistere alle condizioni nelle quali sarebbe nata. Quest'ultima affermazione, però, se accettata, consente con una certezza quasi assoluta la presenza di altre forme di vita nell'infinità dell'Universo. Nulla, infatti, nega la possibilità che in condizioni diverse si possano essere sviluppate forme di vita differenti dalla nostra, abituate a vivere con temperature, fonti di luce, condizioni climatiche e altri fattori anche completamente opposti ai nostri, senza contare che nella smisurata età dell'Universo queste forme di vita potrebbero essere nate, evolutesi ed estintesi anche a miliardi di anni di distanza da noi.   
L'uomo, quindi, anche non condividendo quest'ultima visione, deve il suo particolarissimo e specifico sviluppo (oltre che la sua stessa nascita) all'infinito insieme di fattori che si sono incrociati in ogni istante dall'inizio dell'Universo, sino alla formazione delle condizioni necessarie e favorevoli che hanno reso possibile la nascita spontanea della vita in quest'epoca, questa galassia, questo sistema e questo preciso pianeta dell'Universo, e a tutte le successive coincidenze che hanno permesso lo sviluppo di tale vita sino alla formazione della specie umana.

Questa concezione dell'uomo (e gli interrogativi sulla vita oltre la Terra) viene influenzata anche dal progresso scientifico, e infatti trova terreno fertile solo dopo l'affermazione delle ipotesi copernicane come tesi scientifiche, ad opera di Galilei. Niccolò Copernico (astronomo polacco), infatti, aveva pubblicato nel 1543 le sue teorie sull'eliocentrismo, scoprendo di fatto il reale funzionamento del sistema solare, ma ponendo tali teorie solo come ipotesi. Galileo Galilei, invece, nel Seicento, riprende la cosiddetta rivoluzione copernicana. Il termine rivoluzione si riferiva precisamente non tanto al carattere innovativo della scoperta, quanto alla rivoluzione vera e propria del Sole e dei pianeti. Fino a quel momento gli insegnamenti di Aristotele sul sistema Universale si erano mantenuti inattaccabili grazie anche al sistema Tolemaico (o sistema geocentrico), presentato da Tolomeo nel II secolo d.C. e sin da allora riconosciuto come ufficiale dall'intera società intellettuale. Nel Seicento, però, le leggi di Keplero (che scoprì i rapporti tra i pianeti e le loro orbite senza conoscere la forza che li regolava, quella di gravità scoperta da Newton nel 1687) e le teorie di Copernico (che spodestavano la Terra dalla sua centralità nell'Universo e la rendevano anzi un semplice pianeta che compie la sua orbita intorno al Sole) rivoluzionarono l'immaginario collettivo causando enormi tensioni e scontri (non solo ideologici) sia con la comunità scientifica, sia con la Chiesa di Roma. Esemplare fu il caso di Galileo Galilei, il quale, con il suo cannocchiale, osservò direttamente la Luna e ne smentì il carattere di corpo celeste puro e uniforme, dichiarandolo un pianeta del tutto simile alla Terra. Considerato eretico (anche per il sostegno alle "ipotesi" copernicane), fu costretto ad abiurare per evitare la scomunica e la morte al rogo, ma la profonda rivoluzione compiuta da queste tre grandi personalità (Copernico, Keplero e Galilei), aprì la strada alla scoperta razionale e scientifica dell'Universo, permettendoci, oggi, di osservare e conoscere fenomeni di fondamentale importanza.

L'attenzione più viva dopo le scoperte del Seicento si concentrò sulla Luna e il Sole, i due corpi celesti direttamente visibili dalla Terra e quelli che più degli altri esercitano un'importante influenza sul nostro pianeta. Di grande rilievo per lo studio dei pianeti e dei loro movimenti intorno al Sole furono proprio le leggi di Keplero, valide ancora oggi nella loro interezza.

1) I pianeti descrivono orbite ellittiche, quasi complanari, aventi tutte un fuoco comune in cui si trova il Sole.

- Il movimento di un pianeta intorno a una stella è chiamato rivoluzione. Il senso della rivoluzione intorno al Sole è in genere antiorario per un osservatore che si trovi al Polo Nord Celeste (cioè sulla verticale del piano ideale sul quale si disegnano le orbite dei pianeti). Secondo la prima legge, i pianeti compiono la loro rivoluzione seguendo orbite ellittiche attorno al Sole, che ne rappresenta uno dei due fuochi.

2) Il raggio che unisce il centro del Sole al centro di un pianeta descrive superfici con aree uguali in intervalli di tempo uguali.

- I pianeti, dunque, quanto più si trovano vicino al Sole, tanto più percorrono velocemente la loro orbita: essi raggiungono in perielio (punto di minima distanza dal Sole) la loro velocità più alta, in afelio (punto di massima distanza dal Sole) quella più bassa.

3) I quadrati dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal Sole.

- Ciò significa che la velocità media di un pianeta è tanto minore quanto più esso si trova lontano dal Sole. Infatti, Mercurio, il pianeta più vicino, ha una velocità media di 48 km/s, mentre Nettuno, il più lontano, solo di 5,4 km/s.

Queste tre leggi (insieme alla forza di gravità newtoniana) non solo permisero nel corso dei secoli uno studio più preciso e approfondito dei corpi e dei fenomeni celesti, ma oggi rendono possibile la conoscenza dei dati necessari al lancio di veicoli spaziali fuori dall'atmosfera terrestre. Questo, a sua volta, ha reso possibile la realizzazione di uno dei più grandi sogni dell'uomo: l'approdo sulla Luna. Sin dalla nascita della specie umana, la Luna, come il Sole, ha avuto un ruolo fondamentale nell'immaginario dell'uomo ed è stata sempre oggetto di studi e riflessioni. Fino alla rivoluzione copernicana, essa faceva parte di una delle otto sfere concentriche con orbite circolari perfette immaginate da Aristotele, e veniva considerato un pianeta puro, inserito nella prima sfera attorno alla Terra, irraggiungibile dall'uomo. Nella letteratura essa veniva ammirata da una posizione distaccata, immaginata come sede dei più vari sentimenti umani (si consideri ad esempio il passo di Astolfo sulla Luna[1], di Ludovico Ariosto, nel quale il satellite terrestre viene immaginato come sede di tutte le cose perdute dagli uomini sulla Terra, tra cui il senno d'Orlando che Astolfo vi ritrova) o addirittura come divinità. Ma dopo il Seicento, la comunità scientifica ha accentuato le timide ricerche sino ad allora effettuate, determinandola nel nuovo sistema copernicano.

La Luna rappresenta l'unico satellite terrestre ed il primo che si incontra a partire dal Sole. Le sue notevoli dimensioni, confrontate a quelle della Terra, determinano il maggior rapporto massa pianeta/massa satellite, tanto da portare molti studiosi a considerare il binomio Terra-Luna un sistema doppio di pianeti. La sua forma, apparentemente sferica, è in realtà quella di un ellissoide, ma con i semiassi equatoriali di diversa lunghezza. Dista dalla Terra 384 mila km, il suo raggio è di 1738 km, mentre la sua massa è di circa 81 volte più piccola di quella terrestre; la gravita circa un sesto. La densità della Luna è leggermente maggiore di quella della crosta terrestre (3,3 g/cm³ contro 3 g/cm³ circa); manca totalmente di atmosfera e idrosfera (molto probabilmente per il suo basso valore di attrazione gravitazionale), e questo ne determina l'assenza di diffusione luminosa e di acqua, l'elevata escursione termica (fra temperatura diurna e notturna, da), l'ambiente totalmente desertico, abiotico e senza vita; sulla Luna, dunque, non esistono quelle condizioni favorevoli alla vita umana che caratterizzano invece la Terra.

Tuttavia, la Luna esercita profonde influenze, fondate o meno, sulla vita terrestre.          
Innanzitutto, dalla durata della rivoluzione lunare (siderale: 27^d7^h43^m12^s; sinodica: 29^d12^h44^m3^s) deriva il nostro mese, ma sicuramente più importanti sono il fenomeno delle maree e quello delle eclissi. Per quanto riguarda le maree, bisogna prima sottolineare che la presenza della Luna attorno alla Terra determina la durata del giorno terrestre a circa 24 ore, e che altrimenti il dì e la notte si susseguirebbero nell'arco di pochissime ore. Ciò è dovuto alla forza di gravitazione lunare, la quale, per quanto più debole di quella terrestre, riesce comunque ad avere la sua influenza (come attrito) e a provocare il fenomeno delle maree.

La Luna esercita infatti una forza di attrazione sulla Terra che maggiormente si ripercuote sulla massa liquida perché questa, a differenza di quella solida, è più soggetta alle deformazioni. Il risultato di queste forze mareali è un'oscillazione della massa liquida che provoca in ogni istante un rigonfiamento del livello delle acque, il quale si riflette anche nella parte opposta della Terra per la forza centrifuga derivante dalla rotazione del sistema Terra-Luna.

Viceversa in altri due punti, diametralmente opposti, avremo due abbassamenti. Sono i cosiddetti fenomeni di alta e bassa marea che nell'ambito di un giorno lunare, 24 ore e 50 minuti, si verificheranno nello stesso luogo con una periodicità di 12 ore e 25 minuti ed un intervallo fra uno e l'altro di 6 ore 12 minuti e 30 secondi circa.

Le maree comunque possono essere distinte in lunari (quando l'innalzamento delle acque si verifica in direzione della Luna), antilunari (quelle che si creano nella direzione opposta), equinoziali (nei periodi di Luna Piena o Nuova e perciò quando all'allineamento si aggiunge anche il Sole), di quadrature (al primo o all'ultimo quarto è perciò quando il nostro pianeta ed i due astri maggiori formano un angolo di 90°).

I livelli d'innalzamento delle acque si fanno sentire particolarmente vicino le coste e possono raggiungere anche i 15 metri, mentre in mare aperto o in mari chiusi come l'Adriatico, toccano il metro di altezza; tutto questo influisce pesantemente sull'attività dell'uomo che non può non tenere conto dell'effetto delle maree: esemplare è, a questo proposito, il caso di una località francese della Bassa Normandia, Mont Saint-Michel, città-fortezza circondata da un deserto che durante le alte maree viene inondato fino a lasciare come unico collegamento con la terraferma solo un piccolo istmo della larghezza di pochi metri. Qui l'uomo ha dovuto adattare le proprie esigenze all'incredibile forza della natura, determinando la particolare struttura della città.

Un altro fenomeno dovuto all'influenza della Luna sulla Terra è quello, affascinante, delle eclissi. I piani dell'orbita lunare e dell'orbita terrestre sono inclinati di 5°09': le due orbite dunque si incontrano solo in due punti, chiamati nodi, mentre la linea che li congiunge viene detta linea dei nodi. Quando la Luna è nella fase di novilunio (allineamento Sole-Luna-Terra) o di plenilunio (allineamento Sole-Terra-Luna) e contemporaneamente viene a trovarsi in corrispondenza di uno dei nodi (o nelle sue vicinanze) allora si può avere un'eclissi solare o lunare. Sia la Terra che la Luna, infatti, vengono illuminate solo nella parte rivolta verso il Sole, mentre dalla parte opposta presentano coni d'ombra di 1 382 000 km (nel caso della Terra) e di 373 500 km (nel caso della Luna). Quando dunque i tre corpi si allineano, nel sistema Terra-Luna la prima può proiettare il proprio cono d'ombra sulla seconda, o viceversa.

Quando la Luna si trova in plenilunio e, contemporaneamente, in prossimità di uno dei due nodi, allora si ha un'eclissi di Luna: la Terra si frappone tra il Sole e il proprio satellite, oscurando quest'ultimo proprio nella fase di piena illuminazione solare (plenilunio).

Quando invece la Luna si trova sempre in prossimità dei nodi, ma nella fase di novilunio, si ha un'eclissi di Sole: tuttavia, a causa delle ristrette dimensioni del satellite, il cono d'ombra proiettato va ad interessare (in maniera totale) zone della superficie terrestre abbastanza limitate (circa 270 km²), mentre nel resto del pianeta è possibile ammirare solo un'eclissi solare parziale.

Particolarmente interessante è poi l'eclissi anulare di Sole, che si verifica quando la Luna, oltre a trovarsi nei nodi e in novilunio, staziona alla sua massima distanza dalla Terra (apogeo): essa equivale infatti a 406 740 km, mentre il cono d'ombra lunare si estende per soli 373 500 km; quest'ultimo dunque non riesce a raggiungere la Terra interamente e dal nostro pianeta si avverte solo un parziale oscuramento del Sole, che rimane visibile nella sua parte più esterna e forma dunque un anello attorno al disco oscuro proiettato dalla Luna.

La durata di un'eclissi solare, comunque, oscilla tra circa dieci minuti (per l'oscuramento effettivo) e tre ore (per la durata complessiva del fenomeno), definendosi di fatto più uno spettacolo raro che un evento veramente influente sulla vita umana. Tuttavia, le eclissi ci permettono anche di eseguire studi sul Sole (soprattutto quella anulare), quindi la loro importanza rimane comunque notevole.

Ancora maggiore è l'importanza che un altro corpo celeste, oltre la Luna, ha sulla Terra: il Sole.

Anche se non direttamente e unicamente legata alla Terra (come invece è la Luna), la stella del nostro sistema solare ha avuto e ha tutt'ora un ruolo indispensabile alla vita umana. Senza il Sole, la sua precisa distanza dalla Terra, l'orbita che il pianeta compie intorno ad esso, la vita umana non esisterebbe. Tutti questi fattori si rivelano decisivi nella determinazione della temperatura terrestre, delle condizioni climatiche, dei cicli biologici, della stessa struttura del nostro pianeta. Il Sole, questo Sole, riscalda la nostra atmosfera sino a raggiungere un equilibrio pressoché perfetto per la sopravvivenza della specie umana e animale, per il congelamento o l'evaporazione dell'acqua, per la germogliazione delle piante; esso inoltre illumina la Terra e, insieme all'inclinazione dell'asse terrestre, decisiva in questo caso, determina il ciclo delle stagioni. Tutti insieme, questi fattori sono quelli che forse maggiormente influenzano la vita dell'uomo, ma sicuramente il fenomeno più notato è proprio il già citato ciclo delle stagioni.

Se l'asse terrestre fosse perpendicolare al piano dell'orbita, il circolo d'illuminazione (il contorno limite dell'illuminazione sulla Terra, oltre il quale i raggi solari non raggiungono la superficie terrestre) coinciderebbe sempre con un qualsiasi circolo meridiano e la durata del dì e della notte coinciderebbe ogni giorno dell'anno (12 ore di luce e 12 ore di buio). Tuttavia, l'inclinazione dell'asse terrestre è di 66°33' rispetto al piano dell'orbita: ciò determina, oltre a una differente durata del dì e della notte nei vari punti della Terra, anche l'alternarsi delle stagioni.

In questa particolare condizione si può osservare che il dì e la notte presentano la stessa durata solo in due momenti dell'anno: il 21 Marzo (Equinozio di Primavera) e il 23 Settembre (Equinozio d'Autunno); in tutti gli altri giorni dell'anno soltanto i punti che si trovano sull'equatore hanno dì e notte sempre uguali. Ciò è possibile perché, a causa appunto dell'inclinazione dell'asse terrestre, la Terra, durante il suo periodo di rivoluzione (365^d6^h9^m10^s, ovvero 12 mesi) , rivolge al Sole per sei mesi l'emisfero Nord, per altri sei mesi l'emisfero Sud. Gli emisferi sono le semisfere della superficie terrestre delimitate dall'Equatore, ovvero il parallelo 0 che divide la Terra a metà, appunto nei due emisferi Nord e Sud. Quando però il Sole si trova a passare da un emisfero all'altro (due volte ogni anno) si ritrova ad essere sulla linea orbitale dell'Equatore: in questo caso i raggi solari culminano allo Zenit sull'Equatore ed è come se il circolo di illuminazione coincidesse con i circoli meridiani (situazione presentata sopra); la durata del dì e della notte in questi due giorni è uguale (12 ore ciascuno) e ciò si verifica negli Equinozi.

Le massime elevazioni a Nord e a Sud rispetto al piano equatoriale terrestre vengono raggiunte dal Sole in due precise posizioni, chiamate Solstizi: essi coincidono con il 21 Giugno (Solstizio d'Estate) e con il 22 Dicembre (Solstizio d'Inverno). Nel solstizio d'estate i raggi solari risultano perpendicolari al Tropico del Cancro (latitudine 23° 27' Nord): il dì raggiunge la sua durata massima nell'emisfero boreale, mentre nell'emisfero Sud si verifica la notte più lunga; esattamente il contrario avviene invece nel solstizio d'inverno, nel quale i raggi si posizionano perpendicolari al Tropico del Capricorno (latitudine 23° 27' Sud). Gli equinozi e i solstizi sono solo le tappe più significative del movimento di rivoluzione della Terra attorno al Sole: questo movimento, infatti, determina un ciclo progressivo riguardante le durate del dì e della notte, che si estende durante un intero anno ripetendosi ciclicamente, con precisione. La differenza tra dì e notte si fa massima durante i solstizi, mentre diventa nulla negli equinozi; questi ultimi rappresentano infatti i "momenti di passaggio", nei quali avviene un cambiamento tra la durata del dì e quella della notte (prima dell'equinozio a favore dell'uno, dopo l'equinozio a favore dell'altra, o viceversa); nell'emisfero boreale, ad esempio, la durata del dì aumenta a partire dall'equinozio di primavera, raggiunge il massimo nel solstizio d'estate e da lì continua a diminuire, sino a che ritorna uguale a quella della notte (equinozio d'autunno) per poi diminuire fino alla minima durata, raggiunta nel solstizio d'inverno; dopo di esso, la durata del dì ritorna ad aumentare sino a ritornare al punto di partenza, ovvero l'equinozio di primavera, e ricominciare così il suo ciclo. Durante quest'ultimo, dunque, oltre alla differente durata del dì e della notte, la differente incidenza dei raggi solari sulle varie parti della Terra determina appunto l'alternarsi delle stagioni, con periodi più miti durante gli equinozi ed escursioni termiche più significative (più caldo o più freddo) durante i solstizi. Ciò, senza dubbio, influisce in maniera decisiva sulle abitudini e l'immaginario collettivo, oltre che sulle attività agrarie, sulla disponibilità di acqua, sulle attività permesse e tantissimi altri fattori.

Abbiamo dunque dimostrato (solo parzialmente, ovviamente) che l'intero Universo ha, in ogni sua singola parte, una funzione fondamentale nella preservazione delle condizioni vigenti sulla Terra che permettono la nostra esistenza. Il ruolo del Sole, praticamente indispensabile alla vita umana, e quello della Luna, indissolubilmente legata alla Terra, sono dunque indiscutibili, e facilmente dimostrabili (com'è stato fatto). Ma in mezzo a questi innumerevoli corpi celesti che influiscono sulla vita terrestre sta ovviamente e in primo luogo la Terra stessa, che da sola riesce a provvedere ad alcuni bisogni vitali per la sopravvivenza dell'uomo e della Natura stessa.

Uno dei più importanti tra questi è il suo campo magnetico, enorme scudo difensivo contro le radiazioni solari, che impedisce la scomparsa della vegetazione e il mantenimento di una temperatura e un'atmosfera adatti alla vita nel pianeta. Attraverso lo studio del paleomagnetismo si è scoperto che in epoche passate la Terra ha avuto ripetute inversioni di polarità, attraversando epoche normali ed epoche inverse. Secondo i calcoli, inoltre, tali inversioni dovrebbero verificarsi ogni 700 000 anni e ai giorni nostri questo arco di tempo dall'ultima inversione dovrebbe essere alla fine: il campo magnetico terrestre (forse per l'effetto di un corpo celeste esterno) dovrebbe annullarsi, lasciando la Terra senza difese dalle radiazioni cosmiche, e poi riavviarsi con polarità inversa. La durata dell'annullamento, sulla quale non si possono fare ipotesi, potrebbe essere decisiva riguardo la preservazione della specie umana, o di notevole influenza sulla sua evoluzione biologica.