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Il Sole che si spegne: un viaggio immaginario fino a 100 miliardi di anni nel futuro

Quando parliamo della “fine del Sole” e, di conseguenza, dell’intero Sistema Solare, entriamo in una dimensione temporale talmente vasta da superare di gran lunga la durata media di una civiltà o perfino dell’intera storia umana. L’Universo ha una scala di tempi che spesso ci lascia attoniti. Proviamo a tracciare una cronistoria ipotetica — ma basata sulle conoscenze astrofisiche attuali — di ciò che potrebbe accadere da qui fino a 100 miliardi di anni.

Oggi: la stabilità del Sole (0 anni – “Adesso”)

Il Sole è attualmente nella sua fase di sequenza principale, in cui fonde idrogeno in elio nel proprio nucleo. Questa fase è iniziata circa 4,6 miliardi di anni fa e durerà complessivamente intorno ai 10 miliardi di anni. Al momento, la nostra stella è abbastanza stabile: produce radiazioni e calore in quantità costante, fenomeno che rende possibile la vita sulla Terra (almeno per le forme organiche così come le conosciamo).
La Terra gode di condizioni relativamente favorevoli, con temperature che permettono la presenza di acqua liquida e un equilibrio climatico che, sebbene vari nel corso dei millenni, è stato abbastanza stabile da consentire lo sviluppo di civiltà.

Tra 1 e 2 miliardi di anni: i primi segni di cambiamento

Anche se il Sole si trova ancora nella fase di sequenza principale, la sua luminosità non è esattamente costante: la sua emissione cresce gradualmente nel tempo. Si stima che tra circa 1 miliardo di anni la luminosità solare aumenterà di circa il 10%, provocando un aumento delle temperature sulla Terra. Questo effetto potrebbe portare a:

  • Evaporazione degli oceani: l’aumento termico fa sì che più acqua evapori, con conseguente incremento di vapore acqueo nell’atmosfera.
  • Effetto serra accelerato: il vapore acqueo è un gas serra molto efficiente; il pianeta subisce quindi un riscaldamento ulteriore, innescando un possibile circolo vizioso.
  • Perdita di abitabilità: la temperatura media superficiale cresce, e le condizioni ambientali iniziano a diventare ostili alla vita come la conosciamo.

Se la civiltà umana o qualche sua erede tecnologica esisterà ancora, dovrà intraprendere massicci interventi di ingegneria planetaria o cercare di spostarsi altrove (per esempio colonizzando altri mondi o stazioni spaziali artificiali).

Tra 3 e 5 miliardi di anni: la fase di gigante rossa

Quando il Sole esaurirà l’idrogeno nel nucleo, comincerà una fase di transizione che lo porterà a gonfiarsi e a diventare una gigante rossa. Questo processo durerà qualche centinaio di milioni di anni, durante i quali:

  1. Nucleo in contrazione, inviluppo in espansione: mentre il nucleo diventa più denso e caldo, gli strati esterni si espandono enormemente, raffreddandosi in parte (da qui il nome “rossa”).
  2. Possibile inglobamento dei pianeti interni: Mercurio e Venere verranno quasi certamente distrutti o inglobati. La sorte della Terra è più incerta, ma probabilmente seguirà la stessa fine, vaporizzata dall’espansione della stella.
  3. Migrazione o sopravvivenza su mondi lontani: se l’umanità o i suoi successori esisteranno ancora, l’unica speranza di sopravvivenza potrebbe essere spostarsi verso le lune dei pianeti giganti (come Europa o Titano) che potrebbero temporaneamente ritrovarsi in una zona abitabile durante l’espansione del Sole.

In questo periodo, l’aspetto del Sistema Solare sarà drammaticamente diverso: niente più Terra come la conosciamo, atmosfera e oceani saranno un lontano ricordo, e la stella apparirà enorme, di un rosso acceso nel cielo di chiunque dovesse osservarla da una distanza sicura.

Circa 5-6 miliardi di anni: la fine della fase di gigante rossa e la nascita di una nana bianca

Dopo la fase di gigante rossa, il Sole inizierà a perdere i propri strati esterni, scagliandoli nello spazio e dando vita a una nebulosa planetaria. Ciò che rimane del nucleo collasserà in una nana bianca: un oggetto estremamente compatto e caldo, dalle dimensioni più o meno simili a quelle della Terra ma con una densità elevatissima.

  • Stadio di nana bianca: la stella non sarà più in grado di sostenere reazioni di fusione nucleare significative; brillerà di luce bianco-azzurra, emettendo calore residuo.
  • Sistema Solare ridotto ai “resti”: i pianeti interni saranno scomparsi o distrutti. I pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) potrebbero ancora orbitare attorno alla nana bianca, anche se eventuali processi di perdita di massa e interazioni gravitazionali potrebbero averne modificato drasticamente le orbite.
  • Possibili mondi lontani: eventuali oggetti transnettuniani (come Plutone, la Fascia di Kuiper, la Nube di Oort) resteranno forse come lembi ghiacciati e lontanissimi di ciò che fu il vecchio Sistema Solare.

Se l’umanità (o forme di vita evolutesi artificialmente) avrà trovato una via per sopravvivere, a questo punto potrebbe essere migrata altrove, in altri sistemi stellari o su “habitat artificiali” costruiti nello spazio profondo.

Da 6 miliardi a 10 miliardi di anni: il lento spegnimento della nana bianca

La nana bianca risultante dal Sole continuerà a raffreddarsi gradualmente nel corso di miliardi di anni. Non ci saranno più reazioni nucleari significative, soltanto il calore residuo che, a poco a poco, si disperderà nello spazio.
In questo lasso di tempo, il Sistema Solare come lo intendiamo (pianeti, lune) sarà essenzialmente irriconoscibile. Se qualche sonda o telescopio del futuro dovesse visitare l’ex casa dell’umanità, troverebbe un tenue disco di detriti, una nana bianca al centro, forse qualche pianeta gigante in orbita larga.

Oltre 10 miliardi di anni: la fase di nana nera e i destini dei pianeti superstiti

Le teorie astrofisiche prevedono che, dopo un periodo straordinariamente lungo, la nana bianca si raffredderà al punto da diventare una nana nera: un oggetto tiepido, poi gelido, privo di luce visibile, praticamente invisibile. È importante ricordare che il tempo richiesto per arrivare a una nana nera è probabilmente più lungo dell’età attuale dell’Universo, quindi parliamo di un futuro estremamente lontano e soggetto a molte incognite.
I pianeti superstiti (se ci saranno) orbiterebbero intorno a questo residuo stellare oscuro, in un ambiente cosmico ormai privo del calore sufficiente a sostenere qualunque forma di vita naturale (almeno per come la concepiamo).

Da 10 a 100 miliardi di anni: verso l’oscurità cosmica

Spingendo la nostra immaginazione fino a 100 miliardi di anni nel futuro, entriamo in un’era ipotetica in cui si potrebbero verificare i seguenti eventi:

  1. Espansione dell’Universo: il cosmo potrebbe continuare a espandersi. Le galassie più lontane saranno così remote da non essere più osservabili. Anche la Via Lattea, nel frattempo, potrebbe essersi fusa con Andromeda (evento previsto tra circa 4-5 miliardi di anni), diventando una mega-galassia ellittica.
  2. Stelle esaurite: buona parte delle stelle di massa piccola e media (come il Sole) si sarà già evoluta in nane bianche. Molte stelle di grande massa avranno subito violente supernove, lasciandosi alle spalle buchi neri o stelle di neutroni.
  3. Nane nere e buchi neri: nel cosmo molto remoto, gli oggetti dominanti potrebbero essere buchi neri, nane nere e stelle di neutroni, mentre le poche stelle ancora in attività sarebbero quasi tutte nane rosse di lunghissima durata.
  4. Gli eventuali eredi dell’umanità: in questo ipotetico futuro, se qualche forma di vita o intelligenza artificiale (o post-umana) dovesse ancora esistere, vivrebbe in un Universo estremamente oscuro e freddo, cercando di estrarre energia residua da buchi neri o da processi quantistici. È un’ipotesi di fantascienza, ma non impossibile se si considera la potenza dell’evoluzione tecnologica potenziale.

Dalla luce alla quiete “oscura”

Il destino della Terra è segnato: entro 5 miliardi di anni, con la fase di gigante rossa del Sole, il nostro pianeta quasi certamente sarà disintegrato o reso completamente inabitabile. Se l’umanità sopravviverà, dovrà trasferirsi altrove, colonizzare altri sistemi o costruire stazioni spaziali in orbita intorno ad altre stelle, o nel cosiddetto “vuoto interstellare”.
Il Sole diventerà una nana bianca, e successivamente si raffredderà nel corso di tempi cosmici, trasformandosi in un oggetto scuro (nana nera), un corpo stellare inerte.
La scala temporale di 100 miliardi di anni è talmente ampia da rendere questa cronistoria un racconto in cui scienza e speculazione si intrecciano. Tuttavia, alla base vi sono modelli astrofisici consolidati che ci raccontano come la vita delle stelle, compresa la nostra, sia destinata a terminare in un bagliore spettacolare, seguito da un lentissimo spegnimento.
Per ora, continuiamo a guardare il cielo notturno e ad ammirare l’energia prodigiosa della nostra stella, ricordando che ogni alba che vediamo è parte di un meraviglioso, lunghissimo viaggio che un giorno, in un futuro estremamente remoto, condurrà il Sistema Solare al silenzio e all’oscurità cosmica. E chissà, forse l’umanità o i suoi eredi troveranno il modo di portare avanti la fiaccola della vita e della conoscenza anche dopo che il Sole si sarà spento per sempre.

Stefano Camilloni

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