Un piccolo frammento identico al Tutto da cui tutto è partito
di Antonio Bruno
Link pagina sito: http://www.dnamagazine.it/big-bang.html
Scienziati "scomodi" che, con le loro teorie "scomode", hanno contribuito e contribuiranno di certo al progresso della conoscenza umana ce ne sono sempre stati e, se Dio vuole, ce ne saranno sempre.
Ma cosa, realmente, è "scomodo" e cosa, invece, è solo il naturale manifestarsi dell'intelletto umano nella ricerca della Conoscenza Ultima?
Prendiamo la questione del Big-Bang: la nostra mente raziocinante, alla frenetica ricerca di un inizio di tutto, dopo aver sbattuto come un uccello capitato in una stanza contro le pareti della filosofia, della speculazione, della mistica e della magia, si è per ultimo affidata agli scienziati.
L'esigenza di trovare *l'inizio* è stata, potremmo dire, "l'input subliminale" alla formulazione del concetto di *singolarità*, frutto e parto dei fisici teorici di tutto il pianeta da parecchi decenni. Il fatto è che il pensiero di un "universo infinito" rappresentava un insopportabile blocco: voglio dire, qualcosa che non riusciamo a concepire può mai entrare in qualche modello scientifico? L'uomo di scienza ha cercato in tutti i modi di rispondere "no", ed è così, in parole molto succinte, che è nata l'esigenza della "singolarità".
Siamo negli anni '70: mentre si cercava di bypassare l'esigenza di una "singolarità iniziale" in attesa di maggiori e nuovi elementi da inserire in un soddisfacente modello fisico, Roger Penrose e Stephen Hawking hanno voluto dichiarare che la singolarità, pur nell'ambito delle soluzioni di
Fridman definite dalle equazioni di Relatività Generale (RG), è un evento inevitabile. Ma non dimentichiamo che la RG ha un tallone d'Achille proprio nella struttura basilare dei suoi assunti laddove pone sullo stesso piano, tempo spazio e materia. Sì, perchè, nel caso della singolarità, questi tre elementi non esistono affatto e, dunque, una singolarità equivale di fatto al funerale della RG. Non esistono leggi fisiche nella singolarità, anzi, non esiste proprio fisica.
Ma, allora, ci sono, e se sì quali, dei limiti alla RG che rendano necessario il superamento della teoria classica di Einstein magari grazie alle teorizzazioni della Fisica Quantistica (FQ) in virtù degli specifici campi d'indagine di quest' ultima? La risposta non è facile perchè, a tutt'oggi, anche i limiti della FQ sembrano emergere abbastanza evidenti.
Sono stati tentati vari approcci, vari modelli, ma nessuno si è rivelato del tutto soddisfacente. In pratica, il problema basilare si può riassumere come *la difficoltà di applicare la FQ ai problemi cosmologici*. Ecco, allora, gli studi del matematico italiano Fantappiè, che parlavano, fin dal 1952, di nuove visioni dei concetti di "simmetria" e di "legge fisica" che ci portano a rapportarci, essenzialmente, a due parametri costanti: il primo è la nota velocità della luce, l'altro che definisce il raggio dello spazio-tempo, facendo di questo un qualcosa di sferico, di uniforme e, soprattutto, di esente da singolarità. In altre parole, questo modello, attraverso l'algebra, permetterebbe di arrivare all' "universo di De Sitter", una soluzione che non mancò di sollevare perplessità al suo
apparire non riuscendo i fisici a ben circoscrivere gli strani comportamenti dello spazio-tempo-vuoto.
Se la meccanica quantistica si occupa del complesso fenomenico inerente il mondo atomico, i cosiddetti "micro-oggetti" da essa studiati, costituiscono le "oscillazioni di campo" le quali, di fatto, permettono al principio d'indeterminazione di Heisenberg di acquisire un senso, in quanto un evento può sì essere calcolato probabilisticamente, ma *mai* in modo certo come avveniva, invece, nella fisica pre-quantistica.
Ad ogni modo, non è ancora possibile considerare un metodo, un modello, un sistema soddisfacenti per applicare la meccanica quantistica alla cosmologia. Le "visioni standard", possiamo dire che limitano e rendono incompleti gli sforzi dei teorici. Nei modelli standard, sia del Big-Bang che della meccanica quantistica, hanno visto confluire in sé tutte le teorizzazioni di scienziati come S. Hawking e J. Hartle, A. Guth e P.Steinhardt, A. Linde e A. Vilenkin e altri ancora.
A questo punto, sorge l'importantissima questione del *vuoto* e, qui, non voglio avventurarmi oltre e troppo in territori che non mi competono. Se il vuoto è energia, attualmente possiamo ritenere con una certa speranza di veridicità che, quando il vuoto avrà esaurito del tutto la sua "funzione d'onda", esso si riavvolgerà su sè stesso e forse, come un grande buco nero, "evaporerà".
(liberamente tratto da: "Atti del Convegno -Teoria degli Universi e Sintropia L. Fantappié del 21 maggio 1993" da Synthesis settembre - dicembre 1993)
A questo punto, potremmo pensare al nostro universo come ad un qualcosa di "disordinato"?
L'aggettivo sembra in effetti un po' originale, certo non molto cosmologico ma quest'impressione è solo superficiale. In effetti, se consideriamo, innanzitutto, che il principio dell' *entropia* è in un certo senso il nome scientifico del disordine, dobbiamo domandarci se il nostro universo abbia a
che vedere o meno con questo principio.
Qui ci colleghiamo a quello che alcuni fisici degli anni Settanta definirono "l'universo oscillante", ovvero un universo che compie continui viaggi di "andata e ritorno" fra un big bang ed un big crunch (collasso globale e definitivo di tutto quanto esiste nell'universo fino al punto di partenza).
Un "universo oscillante" che potrebbe esistere da sempre e proseguire la sua esistenza all'infinito. Un big bang, quello di questo ciclo, che altro non sarebbe che uno degli infiniti big bang già trascorsi. ma è mai esistito un big bang *iniziale*? La scienza non è in grado affatto di rispondere a questa domanda. Se ci pensiamo, possiamo richiamare alla nostra mente Aristotele il quale, già ai suoi tempi, parlava di universo eterno.
Ma torniamo al presunto principio dell'entropia, ovvero del "disordine" dell' universo.
E' davvero un universo "disordinato", il nostro? E, se fa parte di un infinito ripetersi di universi, sono sempre stati universi "disordinati"? Se la seconda legge della termodinamica è applicabile in senso cosmologico ( e non si vede perchè non dovrebbe esserlo, a questo punto della nostra
discussione) potremmo considerare che il disordine, ovvero l'entropia dell'universo, sono in costante aumento con il trascorrere del tempo.
"Tempo": parola basilare e molto importante. Di che tempo stiamo parlando?
Del tempo "termodinamico", o entropico, che segue una sua peculiare freccia?
Del tempo che alcuni chiamano "filosofico" o "psicologico", che ha a che vedere con il nostro rapporto umano e concettuale con il tempo? O, infine, del tempo cosmologico, la cui freccia pare portarci verso una costante dilatazione dell'universo?
Per i fisici, possiamo parlare fino ad un certo punto, sia della freccia del tempo termodinamica che di quella psicologica: entrambe sembrano procedere nella stessa direzione. Se, però, dovesse un giorno iniziare il processo che porterà l'universo al big crunch, non possiamo aspettarci una semplice rivisitazione "all'indietro" del cammino fin qui fatto, perchè la freccia
termodinamica non ci seguirà. Se questo ipotetico big crunch avvenisse, molti pensano che sarebbe alquanto simile all'evento che origina un "buco nero", nel quale non viene giudicata possibile l'esistenza di vita intelligente poichè pare che una freccia termodinamica forte sia necessaria per gli esseri viventi. All'inizio del percorso verso il big crunch, infatti, le stelle avrebbero tutte esaurito il loro combustibile nucleare, protoni e neutroni, che ne costituivano l'essenza, si saranno trasformati (o, meglio, decaduti) in piccolissime particelle radioattive e luminose ed il disordine sarebbe assoluto.
L'uomo ipotetico che si trovasse ancora vivo in un simile scenario, proprio come il classico astronauta caduto in un buco nero, subirebbe contrazioni letali, sarebbe trasformato in una sottiletta o meglio, più precisamente, subirebbe forti ed insopportabili contrazioni in senso orizzontale contemporanee ad insostenibili "stiramenti" in senso verticale.
Indubbiamente, un'ottima cura dimagrante, ma, ahimè, letale...Così, almeno, ci dicono molti scienziati.
Ma c'è una domanda che, se ci riflettiamo bene, potrebbe sorgere in noi: se il percorso verso il big crunch è così caotico e disordinato, così entropico, come potremmo ritornare alle soglie di un successivo big bang, quello previsto dal modello dell' "universo oscillante", dove tutto dovrebbe
risultare "altamente ordinato"? Qualche fisico ha espresso la possibilità che, in questo caso, avremmo a che fare con una sorta di eventualità fortunata, un po' come quando si spera che la pallina di una roulette si femi proprio sul numero giusto o quella di un flipper vada a posizionarsi
nella buca giusta per vincere un'altra partita... La "buca giusta", in questo caso, sarebbe uno stato di uniformità tale, se vogliamo di tale eccezionalità, che renderebbe possibile l'avvio di un nuovo big bang verso un universo simile al nostro. E la giostra ricomincerebbe.
Ma, finora, siamo rimasti alla posizione delle speculazioni fisiche degli anni '60 e '70. Cosa è cambiato, oggi?
Dovremmo, qui, parlare a lungo di questioni come l'inflazione, dello spaziotempo di De Sitter, o di teorie come quella degli "universi a bolla" o dell' universo emerso dal nulla per via di un tunnel quantistico. Chiaramente non è questa la sede nè sono io il relatore più qualificato. Mi sembra,
però, degno di interesse concludere citando la teoria dell'"universo autogenerante" ovvero: potrebbe, l'universo, essersi creato da sé? Se qualcuno ha presente la teoria delle "superstringhe", diventata abbastanza d'attualità negli ultimi tempi, ricorderà che essa ci parla di un insieme di dimensioni spaziali inizialmente "arrotolate" ed infinitesimamente piccole. Insomma, tutte le dimensioni, anche il nostro tempo, sarebbero state avvinghiate l'una all'altra e, se ha un qualche senso parlare di "piccolezza", appunto, molto piccole. Fin qui, saremmo anche
d'accordo con l'inflazione, poiché l'universo in espansione sarebbe simile a quello del passato, per gradi successivi. Ovvero, l'universo di un miliardo di anni fa sarebbe simile a quello di due miliardi di anni fa, solo più "espanso"; e questo a quello di tre miliardi di anni fa, e via di seguito... In questo modello, un piccolo frammento di universo sarebbe identico a quello da cui tutto è partito. Immaginiamoci un puzzle: se una piccola tessera (e noi sappiamo che è così) è stata quella da cui ha avuto principio e si è sviluppato tutto il puzzle, fatto della stessa materia e
dipinto con gli stessi colori, possiamo dire, forse, che, da qualche parte, c'è un giocatore che ha bisogno di trascorrere il tempo...
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