Lo Spazio non ha confini: l’interdisciplinarità dell’Astrofisica

Parlando con l3 student3 universitari3, mi sono resa conto di quanto poco si conosca il mondo dell’Astrofisica. Si è ancora spesso convinti che si tratti solo di osservare cose nel cielo e cercare di capirci qualcosa, quando invece, dietro questa porta stellata, c’è letteralmente un Universo da scoprire.

*********************************************

Eccoci qui, di ritorno da questa estate 2025.

Spero di trovarvi tutt3 sorridenti e un pochino più rilassat3, con la giusta energia per iniziare un nuovo anno, spero pieno di sorprese positive.

Per questo numero di Verbum, metto in pausa il nostro giro astronomico per Roma (una Roma che d’agosto è sempre più bella del solito), per affrontare un tema secondo me molto importante, soprattutto per chi deve scegliere cosa fare del proprio futuro: le mille sfaccettature dell’Astrofisica.

Come spesso ho raccontato, si ha una percezione molto errata di cosa significhi studiare lo Spazio, una percezione che sembra rimasta legata a quello che effettivamente significava nel passato: puntare un telescopio al cielo, osservare e raccogliere dati. . Oggi invece le cose sono molto più complesse e affascinanti. Studiare lo Spazio ha davvero tantissime sfaccettature, molte delle quali sorprendenti.

Mi sono resa conto di quanto questa falsa percezione possa essere un problema durante un Open Day degli istituti di Ricerca all’interno della facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali di Tor Vergata (la facoltà che mi ha cresciuta, la definirò romanticamente la mia “nursery scientifica”, tie’). Io sono stata lì con altre mie colleghe per far capire all3 ragazz3 cosa si fa nel nostro istituto, lo IAPS-INAF dell’area di ricerca di Tor Vergata, e ci siamo rese conto che chiunque non studi fisica creda di non avere niente a che fare col nostro mondo, comportando un chiudere la porta a delle strade che magari potrebbero portare al lavoro dei propri sogni. Dato che io sono la prima a essere rimasta scottata dalla poca conoscenza avuta sulla possibilità reale delle scelte universitarie, vorrei essere d’aiuto alle nuove generazioni, ampliando il loro sguardo oltre le Stelle, letteralmente.

La premessa è che lo studio dell’Universo sia qualcosa che reputiate affascinante, questo direi che è fondamentale. Dopodiché, nonostante esista la possibilità, almeno a Roma, di seguire direttamente il corso di Astronomia, io consiglio un percorso più complesso ma sicuramente più completo e che vi permetterà di lasciarvi aperte più porte.

Il percorso più “scontato” diciamo è iscrivervi alla facoltà di Fisica nella triennale per poi specializzarvi in Astrofisica. Il motivo per cui è il più scontato è che la Fisica permea il nostro mondo e il nostro Universo: conseguentemente, per capire il mondo che ci circonda, studiare Fisica è il passo più lapalissiano da fare. Da Fisica possiamo decidere di approfondire gli aspetti più “smanettoni” dell’Astrofisica e quindi concentrarci sulla produzione di strumentazione o pezzi di strumenti spaziali e/o da terra, oppure innamorarci dell’analisi dati provenienti da questi strumenti e della statistica che ci permette di capirli e analizzarli, o ancora avere un colpo di fulmine con i modelli teorici che cercano di spiegare quello che i dati ci dicono.

E da quanto ho appena detto troviamo immediatamente il collegamento già con altre tre discipline che ci spalancano le porte dell’Universo.

Partiamo dall’Ingegneria: senza strumenti non c’è Astrofisica (non c’è Scienza direi anzi). Come spesso ho spiegato, l’Astrofisica esiste grazie all’osservazione multi-frequenza che va dalle energie più basse (le onde radio) fino a quelle altissime (radiazione gamma) e all’osservazione multi-messaggera, che va dallo studio dei fotoni (dal radio al gamma, appunto) ai neutrini alle onde gravitazionali ai raggi cosmici. Ogni frequenza e ogni messaggero richiedono strumenti diversi, che possono essere da Terra o dallo Spazio, che usano tecniche di rivelazione diverse e che necessitano di tecnologia innovativa e altamente specifica. Dai telescopi che devono correggere il rumore atmosferico e essere in grado di rispondere rapidamente per riuscire a puntare nel più breve tempo possibile ai sistemi di raffreddamento dei satelliti e degli specchi. 

Segue la Matematica, alla base di tutto ovviamente. A partire dello sviluppo della strumentazione passando per i metodi statistici di analisi dati fino allo sviluppo di modelli teorici analitici (“a mano”) o numerici (che sfruttano algoritmi digitali) che tentano di spiegare i dati osservati o di predire cosa aspettarci da determinate osservazioni. Molti modelli astrofisici (dalle simulazioni del funzionamento di uno strumento dalla dinamica galattica alle simulazioni cosmologiche alla meteorologia spaziale) sono essenzialmente sistemi di equazioni complesse che non sapremmo risolvere senza la matematica alla base. E più andiamo avanti con la conoscenza più complesso è il mondo che ci si apre davanti e più bisogno abbiamo di nuove idee e nuovi metodi. Quindi ben vengano i matematici con le loro menti distaccate dalla realtà perché servono più di quanto vogliamo ammettere! (Si scherza eh)

Già qui abbiamo già i componenti essenziali delle barzellette: “C’erano un ingegnere, un fisico e un matematico…” ma non ci fermiamo mica.

Oggi come oggi, in un momento che umilmente definisco di svolta del nostro mondo, in cui l’intelligenza artificiale fa ormai parte del nostro quotidiano, mi sembra quasi scontato introdurre il ruolo che ha l’Informatica. Ormai qualsiasi cosa necessita di un computer, dal movimento dei telescopi, all’analisi dati, allo sviluppo dei modelli teorici alle simulazioni del comportamento di uno strumento o di una sorgente astrofisica… Insomma, tutto. Questo negli anni passati ha comportato una conseguenza allo stesso tempo gajarda e terribile: che noi fisic3 (e non solo) abbiamo dovuto imparare a utilizzare il computer e a programmare… O meglio, a tentare di riuscire a farlo alla meno peggio. Se non ci fossero espert3 informatic3 accanto a noi, sarebbe un colossale disastro ma fortuna vuole che molto spesso queste fantomatiche figure ci affianchino e ci aiutino a ottimizzare al meglio gli strumenti che noi maldestramente proviamo a maneggiare. Molto spesso con le mani nei capelli, povere anime.

Queste quattro discipline, Fisica, Ingegneria, Matematica e Informatica, permettono di avere accesso a tutta, o quasi, l’Astrofisica esistente: servono solamente passione e interesse oltre alla fortuna di trovare il progetto o il team giusto con cui lavorare. 

Mi sento anche di dire che non è così sorprendente quanto ho detto finora no. Ma facciamo un passo oltre.

Passando dallo scibile astrofisico ad alcune aree specifiche dell’Astrofisica, infatti, ecco che appaiono altre discipline meno immediate che però possono contribuire fortemente allo studio delle mille sfaccettature dello Spazio. 

La Chimica per esempio. La Spettroscopia, che permette di “leggere” la composizione delle stelle, è pura chimica. E sì, sicuramente anche studiando Fisica si arriva a capire certe cose ma mai come potrebbe fare chi maneggia la Chimica: l’importanza ormai dimenticata della parola “esperto/a”. Stessa cosa per la comprensione della formazione di molecole complesse nelle nubi interstellari e conseguenti implicazioni per l’origine della vita, perché noi siamo davvero fatti di polvere di stelle. E ancora, la comprensione di ciò che i rover scovano su Marte. Lo dico perché proprio in questi giorni (settembre 2025) l’analisi da remoto (cioè da Terra) dei campioni raccolti dal rover Perseverance su Marte ci sta dicendo che c’è un’alta probabilità che possa davvero esserci stata vita marziana in passato (ancora da confermare e no, non parliamo di omini verdi). E la conoscenza della chimica è importantissima in questo contesto. Come lo è, udite udite, la Biologia ovviamente. 

Esiste infatti l’Astrobiologia, una disciplina ancora nel pieno del suo sviluppo che sta prendendo sempre più piede perché focalizzata alla comprensione degli esseri viventi capaci di resistere in condizioni estreme qui sulla Terra (i cosiddetti “estremofili”) per capire la possibilità di trovarne di simili su altri pianeti.

E parlando di altri pianeti, ecco che entra in ballo un’altra disciplina: la Geologia! Per capire i pianeti extrasolari è fondamentale il confronto con la geologia terrestre: differenze, similitudini, test incrociati. Ogni informazione è preziosa. La Planetologia si nutre delle competenze di chi studia vulcani, tettonica, atmosfera, evoluzione geologica… Insomma, capire per bene la nostra Terra (letteralmente) è fondamentale per capire altre Terre. E quindi Spazio anche alla Geologia!

E concludiamo col botto, mettendoci anche un po’ di “umanistica” – d’altronde sempre dal classico vengo. Infatti, sempre più spesso nei bandi di concorso viene richiesto di spiegare quanto determinati studi possano avere implicazioni sociali e/o culturali e non sempre la Scienza pura ha ben chiaro questo concetto. Ed ecco che dialettica e cultura sociologica rigorose entrano in campo. Quindi ben vengano coloro che studiano Filosofia e storia della Scienza: saper ragionare è sempre più raro, perle rare sono quelle persone in grado di farlo e in modo produttivo

Insomma, l’Astrofisica è un mondo decisamente più complesso di quanto si possa soltanto immaginare. L’immagine di Galileo col suo telescopio in mano è molto romantica ma, “fortunatamente” mi sento di aggiungere, non è più rappresentativa di ciò che significa studiare lo Spazio.

La collaborazione tra menti diverse con competenze diverse è preziosa e fondamentale come lo è l’apertura mentale che permette di assorbire quanta più conoscenza possibile da chi ne sa più di noi. Solo così si cresce e si arriva a dei risultati. “La vera conoscenza sta nel conoscere l’estensione della propria ignoranza” diceva Confucio e santi numi se è vero.

Quindi, quando scegliete la vostra strada, guardate oltre, guardate in alto perché le possibilità che avete di fronte sono molte più di quanto immaginiate e di quanto il mondo intorno a voi sembra mostrarvi. E siate aperti alla conoscenza dell3 altr3, può solo farvi bene e rendervi migliori.

L’Astrofisica ha Spazio per tutt3.

VERSI 

È incredibile quando spesso succeda che noi esseri umani,

ce ponemo dei limiti a buffo, senza ‘n motivo definibile sensato.

Pe questo ce tengo, co li strumenti che me ritrovo tra ‘e mani,

a fa’sì che ogni persona sappia de pote’ raggiunge l’infinito.”

*Martina Cardillo, astrofisica