Giovanni Caprara, Corriere della Sera 10/9/2011, 10 settembre 2011
IL COSMO PRIMA DEL BIG BANG
Possiamo conoscere l’origine dell’universo? «La parola "conoscere" mi spaventa — risponde Joseph Silk — perché non sappiamo nulla con certezza e implica una profonda questione filosofica. Come scienziato posso avanzare delle ipotesi basate sui fatti, nel mio caso dati astronomici. E così tornare indietro e ricostruire la storia del cosmo fino al primo nanosecondo dopo il Big Bang, offrendo un’accurata descrizione del nostro passato».
Ma Silk prima di tutto, ancora giovanissimo, apriva la mente all’immaginazione ipotizzando interpretazioni fondamentali sulla scoperta, per caso nel 1963, di Arno Penzias e Robert Wilson del «fondo di radiazione cosmica», il Cosmic Microwave Background. Diffuso ovunque, rappresentava ciò che rimaneva del grande evento da cui tutto era nato 13,7 miliardi di anni fa. Allora Silk era graduate student ad Harvard e pubblicava una ricerca teorica in cui spiegava come le anomalie di questo «fondo» potessero costituire i semi da cui sarebbero nate le galassie. Intuizione straordinaria, che George Smoot seguì fino a trovare tali anomalie con l’osservatorio spaziale Cobe, conquistando il Nobel nel 2006.
Ora l’illustre astrofisico insegna all’Università di Oxford sulla cattedra che nel Settecento fu di Edmund Halley, lo scopritore della celebre omonima cometa. E dopo le fluttuazioni della radiazione di fondo ha continuato a scandagliare l’evoluzione dei primi passi dell’universo. Per questo Joseph Silk è stato insignito quest’anno del Premio Balzan per la scienza, annunciato nella Sala Buzzati del «Corriere della Sera».
Parafrasando Winston Churchill, potremmo dire che le origini restano comunque «un rebus avvolto dal mistero all’interno di un enigma». E lo stesso Silk ci precisa subito due limiti: «Il primo è che in realtà ancora non sappiamo in dettaglio come le isole stellari si siano formate; il secondo è che per l’inizio possiamo soltanto avanzare delle speculazioni».
Una questione assilla in particolare gli scienziati. È possibile, si chiedono, spiegare se l’universo sia finito o infinito? «In linea di principio direi di si. Però abbiamo teorie che con i dati raccolti finora supportano entrambe le ipotesi. Quindi la reale domanda è se oggi con gli esperimenti siamo in grado di stabilire quale sia l’opzione vincente tra le due. La risposta per ora non c’è, anche se possiamo già affermare che l’universo sia molto, molto più esteso di quanto con gli strumenti riusciamo a vedere».
«Il più grande spettacolo dopo il Big Bang siamo noi», canta Jovanotti in una sua canzone. Ed ha ragione perché con i telescopi riusciamo solo a cogliere il 4 per cento del cosmo ed è uno spettacolo straordinario, ma drammaticamente insufficiente, dal momento che il resto è costituito da materia ed energia oscura, così battezzate perché non sappiamo come spiegarle. Ciò complica le cose per ricostruire la storia fino al Big Bang. «Arrivare al primo nanosecondo dopo il grande scoppio è difficile. Abbiamo trovato galassie nate circa un miliardo di anni dopo e osservato fluttuazioni nella radiazione di fondo risalenti a appena 380 mila anni dopo il Big Bang. È stato appunto dalle microscopiche disomogeneità che poi si sono sviluppate le stesse galassie».
Ma oltre questo limite gli scienziati non riescono ad andare con i loro osservatori, per una ragione fisica. Perché prima di quel momento la luce era intrappolata nella materia e non riusciva a sfuggire e fu solo dopo la formazione dei primi atomi di idrogeno che l’impenetrabile nebbia avvolgente il primordiale brodo universale denso e caldo si diradava e la radiazione luminosa iniziava a viaggiare, mostrando il mondo appena formato. «Non potendo quindi vedere più nulla dopo quel limite temporale, per decifrare ciò che accadde prima abbiamo la magnifica teoria dell’inflazione. Questa immagina che per pochi nanosecondi dopo il Big Bang sia avvenuta un’imponente espansione che abbassò la densità e portò a raffreddare l’imponente fornace. Il fondo di radiazione cosmica oltre ad essere il relitto del grande evento è la sua più evidente conferma».
Tutto ciò che accadde dopo e la lunga evoluzione di cui noi continuiamo ad essere protagonisti e testimoni lo spiegò Albert Einstein con la teoria della relatività generale, appoggiandosi alla geometria euclidea, alla fisica classica. Ma nelle primissime fasi della vita dell’universo, quando lo spazio e il tempo nascevano, la realtà era tale da non potersi spiegare con la relatività e la forza di gravitazione, ma con la teoria quantistica. Da anni, infatti, i fisici tentano la sfida di creare una «teoria quantistica della gravità» per fondere le due concezioni necessarie alla conquista di un quadro preciso e completo.
Ma prima del Big Bang che cosa possiamo immaginare? «Una possibilità è che sia stato preceduto da quello che chiamiamo Big Crunch, una grande implosione. Cioè l’universo esisteva anche prima, forse da un tempo infinito, e ad un certo punto è collassato esprimendo una singolarità. Il problema è che il momento dell’inversione, cioè quando si è passati dal collasso al Big Bang, è inaccessibile alle correnti teorie della fisica. Quindi non sappiamo se realmente possa essere avvenuto».
È un’ipotesi, dunque, e il «prima» oltre a essere e rimanere un enigma è anche fonte di posizioni di pensiero contrapposte. La teologia, mentre riconosce alla scienza la capacità e il diritto di spiegare il «dopo», rivendica con il concetto di Creazione il significato del passaggio dal nulla al tutto, incluso il tempo. E il futuro del Cosmo quale potrà essere? «Le idee cosmologiche prevedono una continua espansione in progressiva accelerazione. Le galassie vicine alla nostra si allontaneranno sempre più e forse la nostra galassia Via Lattea rimarrà l’unica osservabile». E noi, in questa isola di stelle alla cui periferia abitiamo su una minuscola sfera azzurra, rimarremo ancora più soli.