Una delle fasi più importanti e -in parte- ancora misteriosa nella storia dell’Universo riguarda il periodo che va da circa 380 000 anni fino a circa un miliardo di anni dopo il Big Bang. E’ la fase in cui si è costruito l’Universo odierno e si è permesso di … vederlo. La conosciamo abbastanza bene, in via teorica, ma nuove osservazioni hanno forse evidenziato lavori diversi per galassie diverse. Questo articolo l’ho scritto in modo molto divulgativo, sperando che raggiunga anche i più piccoli e i meno preparati. Ovviamente, ho esagerato con paragoni e similitudini. Ma, ormai, mi conoscete e sapete leggere tra le righe.
Calma, ragazzi. Non voglio assolutamente aprire un nuovo tema, di complessità tale che meriterebbe un’ampia serie di articoli e cognizioni di base ancora da affrontare convenientemente. Voglio solo fare un po’ di scienza fantastica o di fantasia scientifica (non veramente fantascienza, però), riguardo alla visione più classica della struttura a grande scala dell’Universo conosciuto e a come, ancora una volta, la Natura riproponga i suoi schemi e le sue immagini ricorrenti. Niente di più che una “preghiera” lanciata verso l’armonia dell’Universo. "Semel in anno licet insanire" (una volta all’anno si può impazzire): anch’io butto lì un’ipotesi campata in aria… da prendere per quello che è, ovviamente.
Non voglio assolutamente scrivere qualcosa che vada contro la Fede o la Spiritualità, qualsiasi esse siano. Vorrei solo proporre una personale visione che in pratica annullerebbe (o risolverebbe) il problema più grande dell’uomo. Niente di ateo o di blasfemo, solo uno spunto che si collega direttamente all’autodistruzione dell’articolo di Peppe. Non è la prima volta che ne parlo, ma questo può essere il momento giusto per discuterne coralmente, senza fraintendimenti di sorta.
Abbiamo visto come sia ancora ambiguo il destino dell’Universo, ma anche come sia relativamente facile discriminarlo sulla base della densità di materia in esso contenuto. Il giorno che la conosceremo sapremo di che morte dovremo morire… Resta il fatto che per ottenere la densità critica non abbiamo avuto bisogno di equazioni e di concetti astrusi. Analogamente, invece di andare avanti, possiamo anche provare ad andare indietro con la stessa semplicità. Conoscendo la costante di Hubble, è veramente un gioco da ragazzi calcolare l’età dell’Universo, ma soprattutto comprendere perché si compie una certa operazione (spesso usata senza essere spiegata). Basta, invece, solo un po’ di cinematica elementare… Approfittiamo del periodo festivo per divertirci un po' prima di ricominciare a ... studiare seriamente!
Beh… è bastata l’intrusione di Alvy (era ora!), l’accenno di Umberto e il solito problema di chi parla tanto senza volere prima studiare (non mi riferisco certo a voi!), ed ecco che la frittata è fatta. No, non parlerò di Relatività Generale, ma dell’angoscioso problema del destino dell’Universo e, quindi, della sua “forma”… Attraverso qualche formula che è alla portata di tutti coloro che abbiano digerito la matematica illustrata finora (ma anche meno), ricaviamo nientemeno che la densità critica, data solitamente come risultato di equazioni ben più complicate (ne parleremo quando faremo la relatività generale).
Oltre alle similitudini, tra tempo e spazio vi sono anche delle profonde differenze: anzitutto mentre esistono tre dimensioni spaziali ce n’è solo una temporale; in secondo luogo mentre la linea retta rappresenta la minima distanza tra due punti nello spazio, una traiettoria rettilinea rappresenta il massimo intervallo temporale tra due eventi nello spazio-tempo. Ma la più plateale differenza è che il tempo ha una direzione privilegiata, scorre inevitabilmente dal passato verso il futuro...
Approfitto di un’osservazione di una fascio di raggi gamma provenienti da un lontanissimo nucleo galattico attivo per descrivere, come una fiaba, un viaggio di sette miliardi e mezzo di anni (circa) e come si sia riusciti a ottenere informazioni fondamentali sulla storia dell’Universo e su ciò che lo permea. Ho cercato di inserire (molto alla buona) concetti relativi alla Meccanica Quantistica, che possono aiutarci a raccontare la fisica moderna anche ai più piccoli. Un progetto che continuo a cercare di mandare avanti, nei limiti delle mie possibilità, sperando sempre nell’aiuto degli insegnanti.
Potrebbe essere una ricetta per contenere le nascite dove vi è sovrappopolazione. Basterebbe che i genitori fossero costretti a correre sempre a grande velocità. Probabilmente non avrebbero tempo per pensare ad aumentare la prole… No, non avete sbagliato sito. Stiamo parlando di nascite stellari e del moto all’interno delle galassie. Una ricerca che getta una nuova luce su un fenomeno che potrebbe essere di grande generalità.
Che cos’è il tempo? C’è un famoso aforisma di Sant’Agostino (400 d.C.), uno dei più grandi filosofi del primo millennio, che dice “Che cos’è dunque il tempo? Quando nessuno me lo chiede lo so; ma se qualcuno me lo chiede e voglio spiegarglielo, non lo so”.
Questo articolo, separato in vari capitoli, si riferisce alla conferenza che avevo tenuto presso il circolo degli astrofili di La Spezia.
Non è facile ricevere una lettera capace di mandarci un’informazione luminosa (le uniche che siamo capaci di leggere, per adesso…) che abbia viaggiato per 13.4 miliardi di anni lottando contro l’espansione dell’Universo e contro l’arrossamento della luce, ma il messaggio è arrivato ed è sicuramente uno dei primi che indichino un oggetto in cui la materia si è sicuramente formata ed evoluta. E’ una piccola e debole galassia, ma Hubble ha letto le poche righe e –dicono- si sia profondamente commosso!
Immagino che tra poco apparirà anche sui giornali e tutti diranno che la Terra ha dei capelli di materia oscura. Nessuno sa ancora se esiste, di cosa è fatta, eppure non solo si descrive su larga scala, ma si applica a un pianeta come la Terra. Penso che Galileo, Newton, Einstein e colleghi avrebbero gridato allo scandalo! Non ne voglio parlare, ma vorrei comunque fare un “distinguo”.
L’utilizzo delle supernove di tipo Ia come candele standard, in grado di misurare le distanze cosmiche, non solo ha permesso di comprendere le vere dimensioni dell’Universo, ma ha anche introdotto un qualcosa che sembrerebbe fare accelerare l’espansione dello stesso: la tanto amata e misteriosa energia oscura. Tuttavia, un po’ alla volta, ci si è accorti che le candele non erano poi così standard e che se potevano comunque servire come misuratori di distanza, anche se più incerti del previsto, le piccole variazioni legate all’energia oscura diventavano sempre meno realistiche. Molti hanno preferito far finta di niente, dato che ormai l’energia oscura era diventata un dogma; altri, invece, hanno preso il toro per le corna, senza curarsi del lavoro massacrante e ripetitivo, e hanno cercato di trovare candele che fossero veramente candele precise! Tanto di cappello a loro e ai risultati futuri che potrebbero essere rivoluzionari.
Un risultato che potrebbe apparire ovvio, ma che rende sempre più solida l’idea che noi non possiamo essere altro che la norma nell’Universo. Le componenti della vita non sono solo ovunque, ma sono state mescolate nelle stesse proporzioni. Il famoso “brodo primordiale” non è un piatto locale, ma un cibo universale. E questo potrebbe essere vero già da almeno 10 miliardi di anni.
Torniamo rapidamente sul recente Nobel per la fisica che si collega all’esistenza delle oscillazioni dei neutrini. Il tutto parte, in pratica, da un’idea del grande Giulio Pontecorvo (anni ’50 del secolo scorso). I due premi Nobel (giapponese e canadese) hanno dimostrato la validità della teoria del nostro fisico attraverso osservazioni dirette. Il che ha subito una ricaduta fondamentale: la sicurezza che il neutrino possieda una massa. Il che, però, porta a un’altra possibile conseguenza che già era considerata valida quando ero molto giovane: i neutrini sono tanti, quasi come i fotoni, e, se avessero massa, tutta la Cosmologia dovrebbe tenerne conto e in particolare la densità dell’Universo. A chi chiedeva: “Quale sarà la fine dell’Universo?” si rispondeva: “Tutto dipende dalla massa del neutrino”. Oggi la materia oscura più esotica prende sempre più piede, pur non avendo nessuna controprova osservativa. Pochi si ricordano (o vogliono ricordarsi) che il neutrino potrebbe essere una validissima spiegazione se solo avesse una massa, cosa che oggi è stata dimostrata.
In un modo o nell’altro è sempre così: la nascita e la crescita iniziale di qualcosa avviene quasi sempre di nascosto. Lo fanno le stelle e i neonati e molte altre “cose” a tutte le scale. Sembra quasi che vi sia un senso di timidezza o un bisogno assoluto di privacy. L’uomo, però, non riesce a non guardare e a non sapere e allora cerca di scrutare dal buco della serratura… Se non vi sono secondi fini, ma solo amore di conoscenza, sovente riesce in ciò che sembrerebbe impossibile. Questo è proprio il caso delle galassie “oscure”.
Abbiamo parlato spesso, negli ultimi tempi, di supernove di tipo Ia (cercate sotto “supernove”) e abbiamo riportato studi che sempre più avvicinano a uno scenario ben diverso da quello previsto fino a poco tempo fa. Uno scenario che potrebbe cambiare le idee sull’accelerazione dell’Universo e sull’energia oscura.