Scala

PRESENTANTE: Il picnic vicino al Lakeside a Chicago è l’inizio di un pomeriggio pigro, all’inizio di un ottobre. Iniziamo con una scena larga un metro, che vediamo da un solo metro di distanza. Ora ogni 10 secondi, guarderemo da 10 volte più lontano, e il nostro campo visivo sarà 10 volte più ampio. Questo quadrato è largo 10 metri. E tra 10 secondi, il prossimo quadrato sarà 10 volte più largo. La nostra immagine si concentrerà sui picnic, anche dopo che li avremo persi di vista.

100 metri di larghezza, una distanza che un uomo può correre in 10 secondi. Le auto affollano l’autostrada. I motoscafi giacciono nei loro moli. Le gradinate colorate sono il Soldier Field. Questa piazza è larga un chilometro, 1.000 metri. La distanza che una macchina da corsa può percorrere in 10 secondi. Vediamo la grande città sulla riva del lago. 10 metri alla quarta, 10 chilometri, la distanza che un aereo supersonico può percorrere in 10 secondi.

Vediamo prima l’estremità arrotondata del lago Michigan, poi tutto il grande lago. Da 10 a 5 metri, la distanza che un satellite orbitante copre in 10 secondi. Lunghe sfilate di nuvole. Il tempo del giorno nel Middle West. 10 alla sesta, un uno con sei zeri. Un milione di metri.

Presto la Terra si mostrerà come una sfera solida. Siamo in grado di vedere tutta la Terra ora, a poco più di un minuto di viaggio. La Terra diminuisce in lontananza, ma quelle stelle di sfondo sono molto più lontane. Non sembrano ancora muoversi.

Una linea si estende alla vera velocità della luce, in un secondo attraversa per metà l’orbita inclinata della luna. Ora segniamo una piccola parte del percorso in cui la Terra si muove intorno al sole. Ora i percorsi orbitali dei pianeti vicini, Venere e Marte, poi Mercurio. Entrando nel nostro campo visivo c’è il centro incandescente del nostro sistema solare, il sole.

Seguito dai massicci pianeti esterni, che oscillano larghi e le loro grandi orbite. Quella strana orbita appartiene a Plutone. Una frangia di una miriade di comete troppo deboli da vedere completa il sistema solare. Da 10 a 14. Mentre il sistema solare si restringe ad un punto luminoso in lontananza, il nostro sole è chiaramente ora solo una tra le stelle.

Guardando indietro da qui, conosciamo quattro costellazioni meridionali ancora molto come appaiono dal lato lontano della Terra. Questo quadrato è da 10 a 16 metri, un anno luce. Non ancora fuori fino alla prossima stella. Il nostro ultimo passo di 10 secondi ci ha portato 10 anni luce più in là. Il prossimo sarà di 100. La nostra prospettiva cambia così tanto in ogni passo ora, che anche le stelle di sfondo sembreranno convergere.

Finalmente passiamo la stella luminosa Arturo, e alcune stelle del Carro. Stelle e nubi di gas normali ma poco familiari ci circondano mentre attraversiamo la galassia della Via Lattea. Passi giganteschi ci portano alla periferia della galassia. E mentre ci allontaniamo, cominciamo a vedere la grande spirale piatta di fronte a noi. Il tempo e il percorso che abbiamo scelto per lasciare Chicago ci ha portato fuori dalla galassia lungo una rotta quasi perpendicolare al suo disco.

Le due piccole galassie satellite della nostra sono le nubi di Magellano. 10 alla 22esima potenza, un milione di anni luce. I gruppi di galassie portano un nuovo livello di struttura alla scena. I punti luminosi non sono più stelle singole, ma intere galassie di stelle viste come una sola. Abbiamo superato il grande ammasso di galassie della Vergine e molti altri, a 100 milioni di anni luce di distanza. Quando ci avviciniamo al limite della nostra visione, ci fermiamo per tornare a casa.

Questa scena solitaria, le galassie come polvere, è l’aspetto della maggior parte dello spazio. Questo vuoto è normale. La ricchezza del nostro quartiere è l’eccezione. Il viaggio di ritorno al picnic sul lungolago sarà una versione accelerata, riducendo la distanza dalla superficie terrestre di una potenza di 10, ogni due secondi. In ogni due secondi, ci sembrerà di coprire il 90% della distanza rimanente fino alla Terra.

Notare l’alternanza tra grande attività e relativa inattività, un ritmo che continuerà fino al nostro prossimo obiettivo, un protone nel nucleo di un atomo di carbonio sotto la pelle della mano di un uomo addormentato al picnic. 10 al nono metro, 10 all’ottavo. Sette, sei, cinque, quattro, tre, due, uno. Siamo di nuovo al punto di partenza. Rallentiamo a 1 metro, 10 alla potenza zero.

Ora riduciamo la distanza dalla nostra destinazione finale del 90% ogni 10 secondi. Ogni passo è molto più piccolo del precedente. A 10 alla meno 2, un centesimo di metro, un centimetro, ci avviciniamo alla superficie della mano. In pochi secondi entreremo nella pelle, attraversando strato dopo strato, dalle cellule morte più esterne a un minuscolo vaso sanguigno all’interno. Gli strati della pelle svaniscono e si trasformano, uno strato esterno di cellule, collagene feltroso.

Il capillare che contiene globuli rossi in un linfocita grossolano. Entriamo nella cellula bianca, tra i suoi organelli vitali, appare la parete porosa del nucleo della cellula. Il nucleo all’interno racchiude l’eredità dell’uomo nelle spire arrotolate del DNA. Avvicinandoci, arriviamo alla doppia elica stessa, una molecola come una lunga scala attorcigliata, i cui pioli di basi accoppiate scandiscono due volte in un alfabeto di quattro lettere, le parole di un potente messaggio genetico.

Alla scala atomica, il gioco di forma e movimento diventa più visibile. Ci concentriamo su un comune gruppo di tre atomi di idrogeno legati da forze elettriche a un atomo di carbonio. Quattro elettroni compongono il guscio esterno del carbonio stesso. Appaiono nel movimento quantico come uno sciame di punti scintillanti. A 10 metri alla meno 10, un angstrom, ci troviamo proprio tra questi elettroni esterni. Ora arriviamo ai due elettroni interni tenuti in uno sciame più stretto.

Man mano che ci avviciniamo al centro di attrazione dell’atomo, entriamo in un vasto spazio interno. Finalmente, il nucleo di carbonio, così massiccio e così piccolo, questo nucleo di carbonio è composto da sei protoni e sei neutroni. Siamo in un dominio di moduli universali. Ci sono protoni e neutroni in ogni nucleo. Elettroni in ogni atomo. Atomi legati in ogni molecola fino alla galassia più lontana.

Come un singolo protone riempie la nostra scena, raggiungiamo il limite della comprensione attuale. Sono dei quark in intensa interazione? Il nostro viaggio ci ha portato attraverso 40 potenze di 10. Se ora il campo è un’unità, allora quando abbiamo visto molti ammassi di galassie insieme, era 10 alla 40esima, o uno e 40 zeri.