Perché le galassie sono piatte (e la Terra no)

L’universo trabocca di roba piatta. La maggior parte delle galassie, inclusa la Via Lattea, sono delle pizze di stelle relativamente sottili. Tutti i pianeti del sistema solare (quelli veri, non Plutone) orbitano più o meno sullo stesso piano. E non è un caso.

The plane along which all (real) planets orbit around the Sun. credit: pics-about-space.com

Il piano su cui tutti i (veri) pianeti orbitano attorno al Sole. credit: pics-about-space.com

Le galassie e i sistemi di pianeti si formano allo stesso modo: coagulando nubi di gas. Anche se, ovviamente, con dimensioni molto diverse.

Immaginate di lanciare nello spazio uno sbuffo di atomi. Spingeteli in direzioni casuali: uno da una parte, uno da un’altra, uno in su, uno in giù. Se non avete barato, si scontrano l’uno con l’altro e, per via della gravità, iniziano a raggrumarsi. A meno che gli atomi si siano scontrati frontalmente (cioè, la maggior parte delle volte), questi grumi iniziano a girare ed attrarsi tra loro, scontrandosi e formando blocchi rotanti più grandi.

Con ognuna di queste collisioni, i grumi di atomi si allineano, annullano tutto il movimento che avevano in direzioni opposte, ma continuano a girare (in termini da fisici pomposi si chiama conservazione del momento angolare). Un po’ come i blob nel video qui sopra: pensateli come ad una galassia che si forma vista “da sopra”.

Lentamente, tutta la nube si appiattisce. Se è una galassia, le sue stelle staranno su quel piano, mentre nel Sistema Solare quello è il piano su cui orbitano i pianeti.

Anche altre galassie e sistemi planetari girano, ma ognuno inclinato a modo suo, perché si sono formati da nubi di gas diverse tra loro.

Una marea di galassie fotografate dal telescopio spaziale Hubble: girano ognuna su un piano diverso. Credit: NASA/wikimedia

Ma anche stelle e pianeti si formano addensando gas: perché non sono piatti anche loro?

Il fatto è che pianeti e stelle sono molto più densi delle galassie. I loro grumi di gas sono molto vicini tra loro e quindi sentono molto più forte l’attrazione verso il centro del grumo, che diventa più forte del meccanismo che li appiattisce. Perciò pianeti e stelle diventano sfere.

Saturno si è formato attraverso tutte le fasi: la maggior parte della materia è andata all’enorme pianeta (chiaramente sferico), ma un po’ ha formato alcune delle sue molte lune più o meno rotonde, e gli ultimi rarefatti rimasugli sono finiti nei suoi famosi—e piattissimi—anelli.

Tondo, piatto, tondo: Saturno, i suoi anelli e quattro delle sue lune. Credit: NASA/wikimedia

Per saperne di più
  • Un lungo ma eccellente post del grande Neil DeGrasse Tyson su pianeti, galassie e l’essere rotondi
  • Minutephysics ha fatto un bel video (da cui ho preso diverse cose) che spiega più tecnicamente come funzionano queste cose, e perché funzionano solo in un universo tridimensionale

 

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