Noi umani siamo curiosi, lotto di ricerca, e gli anni 2020 ci vedranno continuare ad osservare l'universo che ci circonda, cercando di capire di più sulle particelle fondamentali, forze, oggetti e relazioni da strumenti sia a terra che nello spazio.

Allo stesso tempo, il nostro interesse e la nostra capacità tecnologica di spingere i confini dell'esplorazione spaziale in senso fisico attraverso missioni con e senza equipaggio stanno iniziando a crescere.

Un po' paradossalmente, uno degli osservatori più interessanti da tenere d'occhio negli anni 2020 non "guarda" affatto l'universo.

Evoluzione dell'universo

Il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) è un enorme, internazionale, sforzo collaborativo multimiliardario che cerca di rilevare le increspature nello spaziotempo causate dalle interazioni di oggetti molto massicci misurando cambiamenti in distanze inferiori a 1/10, 000esimo della larghezza di un protone.

Dopo aver sopportato il silenzio nel primo decennio degli anni 2000, LIGO ha rilevato il primo di numerosi eventi di ispirazione del buco nero e anche una collisione di stelle di neutroni.

Sebbene questi rilevamenti siano un solido cenno alla fisica einsteiniana, rappresentano anche importanti progressi nella strumentazione, modellazione, ingegneria, collaborazione e la nostra comprensione dell'evoluzione dell'universo.

Nelle ultime tre settimane, è stato annunciato un altro rilevamento, con segnali che sembrano suggerire una fusione di due stelle di neutroni inaspettatamente massicce, potenzialmente una nuova classe di oggetti stella di neutroni. Gli aggiornamenti e le espansioni pianificati per LIGO dovrebbero darci un decennio entusiasmante di ulteriori scoperte con una qualità dei dati molto più elevata.

Capire la materia oscura

In linea con il tema dell'astronomia "non visibile", gli astronomi andranno avanti negli anni 2020, cercando di affrontare alcune delle domande più fondamentali sul nostro universo che finora hanno eluso le risposte.

In particolare, la natura della materia oscura, che si pensa comprenda fino all'85% della materia dell'universo, eppure elude ancora una categorizzazione soddisfacente (ad esempio freddo, caldo o caldo), nonostante sia stato proposto un po' vagamente alla fine del 1800.

Questo campo combina la cosmologia e la fisica delle particelle in esperimenti incentrati sulla rivelazione diretta o indiretta.

Nella scorsa settimana, le prove di un recente progetto che utilizza il telescopio spaziale Hubble suggeriscono che la materia oscura può formarsi in ammassi molto più piccoli di quanto previsto in precedenza, fornendo una forte evidenza per lo scenario della materia oscura fredda (o lenta).

Più vicino a casa, in un'iniziativa collaborativa di cui l'Università di Melbourne fa parte, lo Stawell Underground Physics Laboratory (SUPL) è un laboratorio pianificato profondo un chilometro destinato a rilevare le variazioni stagionali nei segnali della materia oscura.

Viaggio spaziale

Il prossimo decennio vedrà probabilmente l'inizio della vera commercializzazione dei viaggi spaziali.

Per esempio, compagnie private, come Boeing e SpaceX, hanno stretto partnership con agenzie spaziali governative e organizzazioni come tramite il programma Commercial Crew della NASA con l'obiettivo di sviluppare sicurezza, opzioni affidabili ed economicamente valide per raggiungere l'orbita terrestre bassa.

Ciò consentirà alla NASA di porre fine alla sua dipendenza dai razzi russi Soyuz e, a sua volta, consentirà alle imprese private di iniziare a vendere posti sui loro veicoli come lo Starliner di Boeing e il Crew Dragon di SpaceX, abbinato alla sistemazione nell'ISS per i clienti paganti privati.

Entrambi hanno avuto problemi di dentizione e stanno subendo miglioramenti, ma ci si può ragionevolmente aspettare di vederli operativi nei prossimi anni.

Sebbene sia difficile avere un'idea chiara dei progressi, altri paesi come la Cina, India e Russia stanno portando avanti i propri programmi di volo spaziale umano, mentre la NASA continua a lavorare anche sui propri veicoli da lanciare dal suolo statunitense, oltre alle partnership con imprese private, con l'obiettivo di riportare uomini e donne sulla luna entro il 2024.

I primi anni del 2020 vedranno altre società come Virgin Galactic e Blue Origin accendere efficacemente il mercato del turismo spaziale consentendo ai clienti paganti di acquistare viaggi nello spazio suborbitale.

Il successo di Virgin Galactic alla Borsa di New York nell'ottobre 2019 suggerisce l'interesse commerciale per il trasporto da punto a punto sulla Terra attraverso lo spazio suborbitale.

La vita fuori dalla terra

Man mano che le nostre capacità tecnologiche aumentano, così anche la nostra ossessione per la ricerca della vita al di fuori della Terra.

Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA ha già dato il via al 2020 con la scoperta del suo primo pianeta delle dimensioni della Terra nella "zona abitabile" di una stella, che è l'intervallo di distanze dalla stella ospite di un pianeta in cui la temperatura consente potenzialmente all'acqua liquida di esistere sulla superficie del pianeta.

Gli scienziati stanno già producendo diversi modelli atmosferici e climatici in 3D per il pianeta in questione, noto come TOI 700 d, in attesa che emergano nuovi dati nel prossimo decennio per aiutare a restringere importanti parametri di modellazione.

Almeno sei missioni sono già al lavoro o pianificate per il lancio, principalmente dalla NASA e dall'ESA come Cheops, il telescopio James Webb e Ariel, che andrà ad aggiungersi agli over 4, 000 esopianeti confermati e ci darà anche informazioni più accurate e dettagliate sulle dimensioni, composizioni e condizioni dei pianeti e delle loro stelle ospiti.

Sondando il nostro sistema solare

Mentre stuzzichiamo i nostri voraci appetiti di rilevare pianeti attorno a sistemi stellari ben oltre il nostro tramite un vasto numero di indagini e programmi, missioni che coinvolgono sonde fisiche per la vita su altri pianeti e lune all'interno del nostro sistema solare sono in fase di pianificazione e realizzazione.

Mars 2020 Rover della NASA, che sarà formalmente nominato da una voce pubblica vincente nel marzo di quest'anno, è impostato per cercare prove di vita su Marte con un previsto atterraggio all'inizio del 2021, mentre missioni di sorvolo separate verso la luna coperta di ghiaccio di Giove, Europa, e la luna atmosferica nebbiosa di Saturno, Titano, sono previsti per il lancio nel 2025 e nel 2026, rispettivamente.

Sebbene non ancora approvato all'interno del budget, c'è il potenziale per una missione terrestre in Europa, potenzialmente consentendo agli scienziati di testare l'esistenza di una salamoia sotto la sua crosta ghiacciata.

Per non essere da meno, L'ESA ha anche in programma di rivisitare Marte, dopo aver lanciato un orbiter nel 2016, consegnando l'ExoMars 2020 che si concentrerà anche sull'analisi chimica e mineralogica dei campioni perforati alla ricerca di tracce di vita microbica passata.

Finalmente, i nostri tentativi di ascoltare e raggiungere qualsiasi vita extraterrestre esistente continueranno per tutto il 2020 e oltre.

Per esempio, iniziative come Breakthrough Listen, un decennio, $ 100, 000, 000 avviato nel 2016, sondare continuamente l'universo alla ricerca di segnali di vita extraterrestre.

Nel frattempo, Breakthrough Starshot è un progetto di prova che prevede l'invio di una flotta di minuscole navicelle spaziali a vela leggera di un centimetro al nostro sistema stellare più vicino, Alpha Centauri. Questo progetto potrebbe portare allo sviluppo di laser orientabili basati sulla Terra.

Queste imprese continue e in via di sviluppo forniranno inevitabilmente nuovi progressi tecnologici, il che significa che il 2020 sarà un decennio entusiasmante, infatti.