Telescopi e microscopi: Progressi da ieri a oggi

I TELESCOPI dei moderni osservatori sono dei veri e propri giganti in paragone con i modelli di Galileo che avevano un diametro di 4,5 centimetri. I suoi strumenti primitivi erano telescopi rifrattori. Avevano a un’estremità una grande lente convessa in cui si formava l’immagine e all’altra estremità una piccola lente concava — modificata in seguito in un’altra lente convessa — che ingrandiva l’immagine. Cosa sorprendente, con quello strumento si potevano ottenere fino a 33 ingrandimenti dell’oggetto, per cui Galileo era in grado di vedere meraviglie remote come le quattro lune di Giove e le fasi di Venere analoghe a quelle della luna.

Gli odierni telescopi riflettori usano enormi specchi parabolici (che possono avere fino a un diametro di 6 m!) per raccogliere la luce proveniente da lontanissimi corpi celesti. Sono pertanto in grado di individuare oggetti che sono dieci milioni di volte meno visibili che a occhio nudo. Si afferma che con un telescopio installato in Australia si potrebbe scorgere la fiamma di una candela lontana 1.600 chilometri!

È interessante, tuttavia, che gli astronomi d’oggi hanno ancora lo stesso problema che si presentava a Galileo. Questi notò che le stelle, ingrandite, crescevano di numero, ma non di dimensioni. Galileo calcolò che le stelle dovevano essere incredibilmente lontane per continuare ad essere semplici punti luminosi nonostante l’ingrandimento. Sebbene gli astronomi odierni sappiano in apparenza quanto sono distanti questi corpi celesti, continuano a vedere le stelle come puntini luminosi, malgrado le loro lenti di precisione e i loro lucidi specchi. Un libro di astronomia (The Observer’s Book of Astronomy) dichiara: “Le stelle sono così remote che nessun telescopio finora costruito ce le mostrerà se non come punti luminosi”.

Questo però non impedisce agli scienziati di cercar di guardare le stelle più da vicino. Per esempio, nel 1986 la NASA (ente spaziale americano) intenderebbe lanciare in orbita sopra l’atmosfera terrestre un grande telescopio spaziale. Gli scienziati credono di poter vedere con esso oggetti 50 volte più indistinti di quelli che si possono vedere con i telescopi installati sulla terra.

Fortunatamente ci sono altri modi per osservare l’universo. Qualche tempo fa è stato scoperto che certi corpi celesti emettono radioonde. Quando questi segnali raggiungono la terra possono essere più deboli di un trilionesimo di watt. Quindi sono stati costruiti grandi radiotelescopi per captare e amplificare questi segnali. In questo modo gli astronomi sono riusciti a vedere le quasar, le pulsar e altri interessantissimi fenomeni.

Gli astronomi perciò non passano più ore a guardare attraverso l’oculare di un telescopio come faceva Galileo. L’Encyclopædia Britannica spiega: “Quasi tutte le ricerche astronomiche vengono effettuate con mezzi fotografici o fotoelettrici, anziché visivamente . . . Si possono fotografare oggetti che sono molto meno visibili che con un oculare. Una lastra fotografica può contenere un’enorme quantità di informazioni . . . 1.000.000 d’immagini di stelle e 100.000 immagini di galassie”.

Gli scienziati possono fare cose sorprendenti con queste fotografie. La rivista Sky and Telescope spiega che con una particolare tecnica di interferometria si può vedere il disco di alcune supergiganti rosse, anche se le altre stelle — anche quelle più vicine — rimangono dei semplici punti luminosi.

La stella più vicina al nostro sole, così come appare a occhio nudo, quando è vista attraverso un telescopio risulta essere formata di tre stelle. Una è Proxima Centauri. Le altre due sono un sistema doppio che si chiama Alpha Centauri le cui due componenti ruotano l’una attorno all’altra ogni 80 anni. A parte il sole, queste tre stelle sono le più vicine, eppure si trovano a 4,3 anni luce (40 trilioni di chilometri) dalla terra! Il libro Astronomy afferma: “Se si rappresentasse la grandezza del sole con uno dei punti di questa pagina, la stella più vicina al sole, il sistema doppio Alpha Centauri, sarebbe indicata su questa scala da due punti distanti 16 chilometri”.

Il polo sud celeste è attraversato da ciò che appare come due macchie nebulose. Nel XV secolo i navigatori portoghesi le chiamarono Nubi del Capo. In seguito fu dato loro il nome del famoso esploratore Ferdinando Magellano. I telescopi rivelano che si tratta in entrambi i casi di immense galassie esterne. Si calcola che solo la Grande Nube di Magellano contenga cinquemila milioni di stelle.

L’uomo si ritrova dunque al punto di partenza. Sebbene grazie al telescopio abbia accantonato le idee superstiziose sull’universo, si trova ciò nondimeno a guardare verso l’alto con un rinnovato senso di meraviglia!

Vedere il mondo nascosto

Non meno affascinante è il mondo delle cose microscopiche. Spinto da insaziabile curiosità, Leeuwenhoek studiava qualsiasi cosa riuscisse a mettere sotto la sua lente. Una volta prese un po’ di saliva dalla sua bocca e la esaminò al microscopio. Con sua sorpresa vide “tanti organismi animali microscopici, che si muovevano con grande leggiadria”. Nel 1683 inviò pertanto alla Royal Society di Londra una descrizione e un disegno di questi batteri della bocca. “E che dire”, esclamò in seguito Leeuwenhoek, “se nei rifiuti che si trovano sui denti nella bocca di un uomo ci fossero più organismi viventi degli uomini che ci sono in un intero regno?” Secondo le stime moderne, i microrganismi viventi nella bocca dell’uomo sono miliardi.

In effetti, gli scienziati che esplorano quel mondo sconosciuto hanno scoperto cose che avrebbero sbalordito lo stesso Leeuwenhoek. Ora per esempio sono in grado di vedere che una goccia di sangue può contenere circa 35 milioni di globuli rossi. Ciascuno di questi globuli, a sua volta, può contenere più di 280 milioni di molecole di emoglobina. “Immaginate che impresa sarebbe esplorare i 10.000 atomi di una sola molecola di emoglobina”, esclama il dott. Coppedge nel suo libro Evolution: Possible or Impossible? (Evoluzione: Possibile o impossibile?).

Microrganismi: utili o nocivi?

Molti di noi naturalmente rabbrividiscono al solo pensiero dei germi. Ed è vero che alcuni microrganismi causano malattie e morte. Questo però sembra essere l’eccezione piuttosto che la regola.

Per esempio, vi piace bere un bicchiere di latte? Ebbene, nello stomaco di una mucca devono esserci trilioni di microrganismi perché possa digerire il foraggio e produrre il latte. Anche nell’intestino dell’uomo ci sono germi benigni. Un testo di microbiologia (Elements of Microbiology) afferma: “Molti batteri che vivono nell’intestino possono sintetizzare le principali vitamine del gruppo B e le vitamine E e K. Le vitamine così prodotte contribuiscono in sensibile misura a soddisfare le esigenze vitaminiche dell’ospite”.

Piccoli microrganismi fungono anche da efficiente impianto igienico. “Se i microbi non la eliminassero”, scrive Ludovici, autore di lavori scientifici, “la materia morta e di rifiuto si accumulerebbe a tal punto che moriremmo per mancanza di spazio. In effetti non è un’esagerazione dire che la nostra esistenza dipende dai microbi, da un mondo invisibile che si presenta ai nostri occhi grazie al microscopio”.

Disponendo di migliori apparecchiature, i biologi possono osservare gli stessi microrganismi più da vicino. Anch’essi sono straordinariamente complessi. Alcuni sono provvisti di una coda simile a una frusta detta flagello. È affascinante guardarli al microscopio e vedere come si muovono in una semplice goccia d’acqua! Un tipo di batterio (detto Spirillum serpens) ha addirittura delle appendici che girano come eliche elettriche. (Sono state cronometrate a 2.400 giri/min.!) E se questo minisommergibile deve cambiare direzione, non fa altro che muoversi verso l’estremità opposta!

Microscopi: A che punto di perfezione sono

È abbastanza sorprendente che Leeuwenhoek, con i suoi strumenti fatti in casa, potesse ottenere 250 ingrandimenti o più. Ma con i microscopi ottici di oggi si possono ottenere fino a un migliaio di ingrandimenti. “La comune mosca domestica ingrandita nella stessa misura apparirebbe lunga più di 9 metri”, spiega il summenzionato testo di microbiologia.

Nel 1931 fu inventato il microscopio elettronico. Puntando un fascio di elettroni su un oggetto, si può produrre un’immagine visiva nella quale gli oggetti sono ingranditi circa un milione di volte. C’è però un serio svantaggio: Non si può impiegare per studiare esemplari vivi. Un nuovo strumento, però, che combina il microscopio ottico con telecamere e la memoria di un computer, permette ora agli scienziati di osservare effettivamente l’attività biologica delle cellule viventi! Il New York Times riferiva: “Si possono osservare canali, o filamenti microscopici, del diametro di appena un milionesimo di pollice che trasportano contemporaneamente in direzioni opposte particelle quali alimenti e rifiuti”.

Telescopi e microscopi sono pertanto strumenti efficaci. Hanno permesso all’uomo di esaminare a fondo il mondo — e l’universo — in cui vive. Ma questa nuova capacità di penetrazione accresce o elimina in qualche modo il bisogno di fede?

[Testo in evidenza a pagina 4]

Si calcola che nella nostra galassia ci siano 200 ammassi globulari, ciascuno con un numero di stelle che varia dalle migliaia alle centinaia di migliaia

[Immagine a pagina 5]

I telescopi hanno rivelato un universo contenente miliardi di galassie, in ciascuna delle quali ci sono miliardi di stelle

[Immagini a pagina 6]

Una goccia di sangue contiene milioni di globuli rossi, ciascun globulo contiene milioni di molecole di emoglobina, ciascuna molecola contiene 10.000 atomi

In un cucchiaino di terra possono esserci miliardi di microrganismi

[Immagine a pagina 7]

I flagelli di questo microscopico batterio girano come eliche, alcuni alla velocità di ben 2.400 giri/min.