Sciolte le Camere, andiamo a finire il 2017, pensando ad una primavera 2018 di grande espansione

Crono

Ci avviciniamo alla fine del 2017 e, come vi ho promesso nel post IL DIO TEMPO (CRONOS) COME UNICA DIVINITÀ DA VENERARE, vi lascio alcune pagine legate al superamento della dicotomia origine-fine.

A proposito di dicotomie, tengo a ricordarvi che ieri era l’anniversario di quando (27 dicembre 1968) l’uomo, per la prima volta nella storia, vide l’altra faccia della Luna. Astro per definizione dicotomico in quanto l’altra faccia del satellite, sia pur sempre esistita, non era dato, dalla Terra, che fosse vista. Si doveva ragionare, presupponendo il resto. Approccio culturale che ho strutturato fino a farlo divenire un vero e proprio metodo di analisi investigativa che ho chiamato, appunto, Luna Dicotomica.

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L’articolo che oggi vi suggerisco potrebbe apparire datato in quanto è del dicembre del 1991 e, in 26 anni, nell’astrofisica grandi sono i passi fatti. Ma a me disse molto con quel suo titolo profetico (Alla ricerca dell’istante iniziale), a poche settimane dall’arresto di Mario Chiesa (inizio di Mani Pulite) e della vera discesa in campo di Beppe Grillo, al Teatro Manzoni di Milano, la sera del 18 febbraio 1992, quando cominciò a dire in pubblico cose che, con grande coerenza, ancora oggi sostiene, non più da attore ma da cittadino consapevole. Spero sia utile anche a voi, tenendo conto che questo spunto di riflessione è uno degli oltre 1200 materiali d’aula che ho selezionato per la Scuola di Intelligence Culturale a cui tengo e che, prima di morire, mi auguro di vedere, insediata e operativa.

Siamo anche noi, come italiani, alla ricerca dell’istante iniziale.

Oreste Grani/Leo Rugens


Tintoretto

Alla ricerca dell’istante iniziale

L’uomo è sempre in cerca dell’inaccessibile, dell’ignoto, dello strano, del misterioso. In ciascuno di noi vi è qualcosa dell’esploratore, certuni vanno a sperdersi nelle foreste tropicali, altri soggiornano nelle regioni polari, gli speleologi si rinchiudono nelle grotte. I monaci cistercensi, i navigatori solitari, i corridori automobilistici, i cosmonauti, i sommozzatori, i piloti collaudatori, gli antropologi che compiono le loro ricerche sul campo … tutti sono attratti verso l’ignoto, che si presenti sotto forma di un pericolo o avvolto da un’aura di mistero.

Dicevamo che il mistero, l’ignoto ci affascinano. La luna ha sedotto Cyrano de Bergerac e Jules Verne. Il genere umano ha bisogno dei sogni di Marco Polo e di Cristoforo Colombo non meno che delle aspirazioni dell’avventura spaziale e dell’esplorazione scientifica e tecnologica. Tutti noi desideriamo ritrovare le nostre storie e seguire le tracce delle nostre origini; ciascuno fruga la propria soffitta in cerca delle lettere dei bisnonni.

Ricostruiamo le genealogie delle nostre famiglie, dei nostri paesi e delle nostre società. All’archeologo spetta il compito di far parlare il suolo, le pietre e gli scheletri fossili per far rivivere le prime civiltà, mentre il paleontologo ricostruisce un dinosauro a partire da due vertebre e da un osso carpale. Ma per quanto riguarda l’interrogativo fondamentale inscritto nel racconto biblico o nella maggior parte dei miti religiosi di fondazione, spetta all’astrofisico dire ai suoi simili quale sia l’origine dell’universo e da dove veramente veniamo.

La ricerca dell’origine del mondo e di ciò che lo costituisce, dalla materia stellare fino al più piccolo batterio, costituisce il problema astrofisico per eccellenza; a esso è stato dato il nome di cosmologia. L’astronomo cosmologo agisce dunque come il paleontologo di cui dicevamo: utilizza qualche osservazione sparsa che giudica pertinente per tentare di ricostruire gli stadi cosiddetti primordiali dell’universo. Non mancano, dietro questi tentativi, alcune premesse di natura filosofica o religiosa. Certi cosmologi preferiscono immaginare che l’universo sia immanente, cioè che non abbia né inizio né fine, e si contrappongono a quanti ipotizzano che esso evolva. Altri, invece, influenzati dalle concezioni delle origini che prevalgono nei testi definiti sacri, vogliono datare l’universo e non esitano ad attribuirne la creazione a una o più divinità.

La principale difficoltà della cosmologia scientifica, pertanto, è quella di affrancarsi quanto più possibile da simili premesse e, senza lasciarsene influenzare eccessivamente, tentare di interpretare i pochi fatti di cui dispone. Va detto comunque che il mito delle origini è particolarmente persistente nello spirito umano e influisce in modo innegabile sulla cosmologia moderna, disciplina in cui l’approccio scientifico si confronta necessariamente con le costruzioni filosofiche.

La cosmologia, infatti, chiama in causa nozioni complesse come quelle del tempo della natura, reale o nascosta, dell’universo, obbligando la mente umana, che concettualizza tali problemi, a confrontarsi con l’obiettività dei fatti. Prima di tornare sull’incessante dialogo fra elaborazione di paradigmi e volontà di lasciarsi guidare dall’osservazione, occorre ricordare i principali fatti cosmologici e le caratteristiche del modello attualmente dominante, cui è stato dato il nome di Big Bang.

La semplice constatazione dell’oscurità del cielo notturno ha condotto molti begli spiriti, come de Chéseaux, d’Olbers o Edgar Allan Poe, a concludere che l’universo abbia un inizio (che sia cioè datato) e che si dilati. Se così non fosse, il cielo brillerebbe dei mille fuochi imposti dall’infinita moltitudine delle stelle del firmamento. Dunque, il cosmo è necessariamente il prodotto di un’evoluzione. Le stelle non esistono da tutta l’eternità, e si sviluppano in un universo sempre più vasto. Ma la vera conferma astronomica dell’espansione dell’universo si è avuta solo di recente. Infatti, si è dovuto attendere la costruzione dei grandi telescopi per poter osservare le galassie lontane, la cui esistenza al di fuori della Via Lattea è stata riconosciuta soltanto verso il 1914. Fu l’astronomo americano E. Hubble, padre del telescopio di Monte Palomar, a osservare già negli anni Venti e Trenta, insieme con i suoi allievi, che una galassia si allontanava da noi a una velocità proporzionale alla sua distanza.

Immaginiamo che si possa invertire questo moto di fuga generalizzata; in tal modo si giunge alla convinzione che, una quindicina di miliardi di anni fa, l’universo visibile fosse concentrato in un volume ridotto.

Nel corso degli anni Trenta, questa osservazione ha improvvisamente ispirato alcuni cosmologi come l’abate belga G. Lemaitre o il geniale fisico americano di origine russa G. Gamow.

Alberto Savinio

La paternità del Big Bang – cioè l’ipotesi secondo cui l’universo sarebbe nato da un volume molto ridotto in un momento critico del passato, e che da allora continui a dilatarsi – spetta di diritto a questi due scienziati. Furono infatti Lemaitre e Gamow i vincitori della disputa scientifica che li contrappose a quanti sostenevano che l’universo dovesse assolutamente essere statico. Il primo a restare a lungo fedele a quest’idea fu lo stesso Einstein, il quale introdusse nel 1915, nella sua teoria della Relatività Generale, una scostante cosmologica il cui unico ruolo era impedire che l’universo cessasse di essere statico. In un primo tempo, egli osteggiò i lavori degli anni Venti del matematico russo A. Friedmann, il quale aveva ben compreso come la Relatività Generale contenesse la prova che l’universo era necessariamente in continua evoluzione. In seguito, Einstein riconobbe che l’aggiunta della costante cosmologica era un grave errore scientifico. Altri grandi scienziati come i britannici H. Bondi, T. Gold e F. Hoyle inventarono, nel corso degli anni Cinquanta, l’ipotesi della creazione continua, secondo cui la densità dell’universo rimane costante malgrado la sua espansione, e questo grazie alla creazione ex nihilo e continua della materia. Questa teoria ha costituito il dogma cosmologico dei primi anni Sessanta.

Si è dovuto attendere la scoperta fortuita – avvenuta nel 1965 ad opera di A. Penzias e R. Wilson, due ingegneri americani della Bell Telephone Company – di un campo radio in cui è immerso il cosmo intero, da qualsiasi direzione lo si guardi, perché quell’ipotesi sparisse completamente e il Big Bang conquistasse finalmente la posizione di teoria dominante che tuttora occupa.

Nuovi dati sono venuti a confortare ulteriormente l’ipotesi del Big Bang, come la proporzione relativa degli elementi più leggeri (idrogeno, elio e litio) contenuti nella materia osservabile, o l’eclatante conferma dell’esistenza del campo radio fossile, che è quanto resta della gran luce che salutò l’emergere del cosmo all’osservazione.

Il mito di un universo primordiale sembra dunque aver conseguito la grande vittoria cosmologica, evidentemente con grande gioia degli spiriti influenzati da religioni che adorano un Dio creatore. La cosmologia, checché ne dicano certi universitari gelosi del successo presso i media di questa disciplina, cerca di restare nell’ambito della scienza, dove si può esistere soltanto se si accetta il duro confronto con i fatti. Così che il Big Bang non è né big bang: l’universo osservabile in realtà non è nato da un’esplosione. In effetti, tutto quel che se ne sa è che si è dilatato in modo notevole e assai rapido una quindicina di miliardi di anni or sono. D’altro canto, il cosmo osservabile – cui abbiamo accesso tramite la vista, i telescopi d’ogni genere e le teorie fisiche – forse non è che una minima parte di quello che si dovrebbe chiamare universo. Ma, poiché tutto quest’ipotetico resto ci è totalmente inaccessibile se non per via extra-o metafisica, non ne parleremo oltre.

Occorre anche evitare una confusione che il mito delle origini ha introdotto nella mente dei più: il Big Bang – o comunque l’evento che quest’idea tenta di descrivere – non si identifica necessariamente con la creazione del mondo. Questa sequenza di processi corrisponde piuttosto all’emergere del cosmo ai nostri sensi e alla nostra ragione.

Il Big Bang non è null’altro che una descrizione abbastanza antropomorfica del passaggio dall’indicibile al descrivibile. D’altronde è per questo motivo che, in un arco di tempo brevissimo che i cosmologi stimano all’incirca a un secondo, l’universo è passato da uno stato totalmente sconosciuto, e ancor oggi inaccessibile, a quello che i fisici nucleari sono capaci di descrivere attraverso questo “secondo” troppo breve, comprensibile esclusivamente grazie ai più recenti progressi della fisica delle particelle. A differenza dei matematici, che si compiacciono di ammirare e di utilizzare lo zero e l’infinito, i fisici devono descrivere un mondo in cui questi due concetti non hanno senso.

Una temperatura pari allo zero assoluto è assolutamente inaccessibile, così come il totale delle particelle che costituiscono l’universo osservabile è un numero enorme (un uno seguito da ottanta zeri), ma non infinito. Per questo motivo, è impossibile immaginare un istante zero in cui l’universo è comparso, con un raggio pari a zero.

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Questa grande difficoltà concettuale è quasi costata la vita al Big Bang. Per fortuna, i suoi propugnatori non sono privi di idee ingegnose. Agli inizi degli anni Ottanta la teoria dell’inflazione, parente solo alla lontana dell’omonimo modello economico, è volata in soccorso del Big Bang, il quale è sopravvissuto solo grazie al talento di un giovane fisico americano, A. Guth. Egli ha immaginato che l’universo nel suo insieme avesse potuto conoscere una trasformazione analoga a quella del congelamento dell’acqua o della liquefazione di un gas, cioè a un cambiamento di stato. Se la teoria dell’inflazione è valida, allora l’immenso cambiamento di stato avvenuto quindici miliardi di anni fa ha avuto due effetti: primo, di far perdere all’universo la memoria del suo stato anteriore; secondo, di accelerarne brutalmente l’espansione. È a questa disciplina, la cui solidità constateremo in futuro, che il cosmologo partigiano del Big Bang oggi si aggrappa. Il Big Bang ha statuto di vera e propria teoria scientifica?

È una domanda molto difficile proprio perché immersa nei fantasmi generati dalla nostra incessante ricerca dell’origine e della storia del mondo. È più facile dichiarare teorie scientifiche la Gravità di Newton o la Relatività Generale di Einstein. Ciascuna di esse ha un campo di applicazione limitato: la teoria di Newton diviene insufficiente quando gli oggetti che tenta di descrivere si spostano a grandissima velocità e la teoria di Einstein è incapace di inglobare la meccanica quantistica, ma esse sono scientificamente verificabili e verificate all’interno del loro proprio terreno. Per il Big Bang la situazione è e sarà sempre incerta.

In effetti, la cosmologia ha la pretesa di descrivere mediante il metodo scientifico un avvenimento del passato che non si potrà riprodurre. Altri soli continuano a nascere; si può avere la fortuna (anche se le probabilità sono minime e si tratta di una vera speculazione) di osservare l’emergere della vita al di fuori dal sistema solare. Per contro, malgrado la constatazione inattaccabile che l’universo evolve nel tempo, sarà sempre impossibile dimostrare la veridicità di quello che gli astronomi chiamano lo scenario del Big Bang.

Resta, nondimeno, un elemento verificabile o falsificabile: se il Big Bang si è svolto come si crede, cioè se l’universo da caldissimo e densissimo è diventato freddissimo e molto rarefatto, originariamente esso costituiva una fitta nebbia che imprigionava la luce, diventata osservabile solo dopo un milione di anni circa, in un momento in cui la temperatura dell’universo è scesa al di sotto dei diecimila gradi. È quello che si definisce l’orizzonte cosmologico – che forse un giorno si riuscirà ad osservare con il Telescopio Spaziale – quando funzionerà correttamente, o con uno strumento più sofisticato.

Se questo «orizzonte cosmologico» esiste, deve esservi necessariamente una distanza oltre la quale non dovremmo vedere più nulla. Ricordiamo che in ragione del carattere finito della velocità della luce, più si vede lontano e più si risale all’indietro nel passato dell’universo.

Anche supponendo che il Big Bang superi la -prova dell’orizzonte cosmologico- per molto tempo ancora rimarranno aperti numerosi problemi. L’elenco è assai lungo e mi limiterò qui ad indicarne due soli. Il primo è che oggi non si sa ancora se l’universo si dilaterà indefinitamente, o se la presente fase di espansione sarà seguita da un’altra di contrazione. Nel secondo caso si immagina una sorta di eterno ritorno, per cui l’universo avrebbe un comportamento analogo a quello di un pallone che alternativamente si gonfia e si sgonfia. In questo caso il Big Bang sarebbe soltanto la traccia dell’ultima contrazione. Un altro interrogativo viene dal fatto che la nostra materia – la materia nucleare, quella che si vede davvero – costituisce soltanto una frazione modesta (dell’ordine del 10 per cento) della materia invisibile (detta anche materia nera).

La stanza Baskerville

In breve, si può essere contemporaneamente orgogliosi e umili rispetto all’attuale situazione della cosmologia. Orgogliosi, perché l’analisi di un piccolissimo numero di fatti pertinenti ci consente di dire che l’universo osservabile ha una vera storia e che è in perpetua evoluzione. Umili, perché grandi interrogativi rimarranno a lungo senza risposta.

L’uomo è ossessionato dal tempo, che continua a non comprendere; e la cosmologia, aihmè, è incapace di dare una risposta soddisfacente a tale interrogativo. Resta il fatto che in questo campo, in cui filosofi e teologi si sono provati a interrogarsi e a proporre linee di riflessione – lo scienziato è ben lontano dal risolvere i problemi aperti, ma in virtù della modestia e del carattere essenzialmente limitato del suo approccio contribuisce al sogno e all’utopia di un mondo forse un giorno comprensibile.

JEAN AUDOUZE

Astrofisico