Come funzionano le stelle e perché scoprirlo potrebbe cambiarci l’esistenza
Non serve andare a studiare stelle tanto lontane per scoprirne il loro intimo funzionamento, quando dietro casa, ad appena 150 milioni di km (milione più milione meno), abbiamo il nostro caro Sole: una stella come molte altre.
Ci troviamo ad Atene, attorno al 400 a.C., quando un giovinotto di nome Anassagora viene condannato a morte per aver detto che non era fisicamente possibile che il dio Elio ogni giorno si alzasse per trasportare sul suo carretto il Sole in cielo. Fortunatamente, grazie a Pericle, la condanna a morte viene riconvertita in esilio e il buon Anassagora continua a speculare sulla Natura arrivando ad ipotizzare che il Sole fosse una grande sfera di metallo arroventato[1].
Per quanto oggi faccia ridere pensare al Sole come una palla metallica incandescente, alla fin fine è questa la teoria più longeva sul funzionamento stellare. Fino ai primi anni del 1900, il Sole brilla sostanzialmente nel modo di Anassagora. Grandi scienziati del calibro di William Thomson (detto Kelvin) e Hermann von Helmholtz si accorgono comunque che se il Sole fosse realmente solo un corpo arroventato in graduale raffreddamento, l’età del Sole non avrebbe potuto essere superiore ai 20 milioni di anni: valore totalmente incompatibile con l’età geologica del nostro pianeta.
Dobbiamo attendere Albert Einstein per comprendere il verosegreto delle stelle. Lui si accorge che le stelle sono dei bestioni così enormi e massivi che è nella loro stessa massa, che collassa e precipita per attrazione gravitazionale su sé stessa, la spiegazione. Gli strati più esterni comprimono così forte quelli più interni da generare pressioni (e quindi temperature) pazzesche nei nuclei delle stelle. Quest’altissima temperatura fa agitare così fortemente gli atomi (ovvero i loro nuclei spogliati) che questi scontrandosi con violentissime energie penetrano li uni negli altri fondendosi insieme. Ogni secondo nel Sole 600 milioni di tonnellate di idrogeno vengono fuse, unendo atomi di idrogeno a due a due, e da queste si formano 596 milioni di tonnellate di elio. Ogni secondo spariscono quindi dal Sole circa 4 milioni di tonnellate! A questa velocità, in appena un miliardo di anni il Sole avrà perso una massa pari a quella di 22 Terre. A dir poco pazzesco. E dove va a finire tutta questa massa che sparisce dal Sole? Ce lo dice Einstein: E=mc2. Quella massa m che sparisce, moltiplicata per la velocità della luce c al quadrato, ci dà l’energia E che il Sole produce ogni secondo. Incredibile come una formula così semplice possa descrivere un fenomeno così complesso ed essere sostanzialmente alla base di tutto quel che ci circonda: senza il Sole non ci sarebbe vita [2].
Per capire quanta energia produca il Sole in un secondo, vi dico che questa è pari a quella che noi riusciremmo a produrre sulla Terra, mandando a pieno regime tutti le centrali di produzione di energia oggi esistenti, in circa 4 milioni di anni. È facile capire come questo modo di produrre energia possa essere di particolare interesse anche per noi umani. Allora perché non costruire sulla Terra tante mini-stelle dalle quali assorbire l’energia di nostro interesse?
La cosa non è affatto semplice, ma è proprio quel che da anni si cerca di fare. Numerosi sono i tentativi, anche qui dalle nostre parti. Dal 1990 a Frascati è stato in funzione un piccolo reattore sperimentale presso i laboratori ENEA ed oggi nello stesso sito ne è in costruzione uno più grande, chiamato DTT [3]. Mezzo mondo (Europa, Russia, Cina, Giappone, USA, India, Corea del Sud) coopera e lavora invece alla realizzazione di un reattore sperimentale decisamente più grande e che dovrà dimostrare proprio la fattibilità della produzione di energia elettrica in questo modo. Questo reattore è ITER ed è in costruzione a Cadarache, nel sud della Francia [4]. Di reattori sperimentali ce ne sono molti in funzionamento ed in costruzione. Oggi la fusione sembra davvero vicina, tant’è che numerosi sono anche gli investitori privati (tra questi il nostro ENI) che fiutando un vicino e sicuro profitto, iniziano in questi ultimi anni ad investire grossi capitali nella fusione [5].
I reattori a fusione, da non confondersi con quelli a fissione, sono intrinsecamente sicuri, non c’è quindi da temere. La sicurezza deriva dal fatto che in caso di problemi ed incidenti la reazione di fusione si ferma da sola senza la necessità di intervenire. I reattori a fissione invece possono essere più pericolosi poiché in questi senza il giusto controllo la reazione si autoalimenta diventando completamente incontrollabile.
Oltre a darci la vita, il Sole pare ci stia quindi insegnando anche altro. Quando i reattori a fusione saranno operativi avremo infatti modo di produrre energia semplicemente dall’acqua dalla quale si ricaverà l’idrogeno, o parenti stretti di questo, che verrà fuso in elio. Sarà un modo democratico, più o meno tutti hanno accesso a fonti d’acqua, a differenza di quel che succede con il petrolio e i suoi derivati. Sarà un modo sicuro per quanto detto sopra. Sarà un modo pulito poiché le emissioni di gas ad effetto serra ed inquinanti sarà ridotta all’osso. Sarà un modo discreto poiché non sarà necessario deturpare bei paesaggi con ettari ricoperti di pannelli solari o pale eoliche. In sintesi, con queste mini-stelle sulla Terra, sarà sicuramente un mondo più bello.
Cieli sereni e stellati!
Per saperne di più:
[1] https://it.wikipedia.org/wiki/Anassagora
[2] http://astrofisica.altervista.org/doku.php
[3] https://www.enea.it/it/Stampa/documenti/il-progetto-dtt-e-la-fusione-nucleare.pdf
[5] https://www.eni.com/it-IT/attivita/energia-pulita-sostenibile.html
Articolo a cura di Andrea Alimenti
