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Proseguendo nell’indagine storica sullo stretto rapporto tra fede cristiana e scienza, già avviato con Scienziati, dunque credenti , Francesco Agnoli arricchisce questa indagine con un nuovo saggio Scienziati in tonaca edito da Lindau (pp. 136, cartaceo € 14,00 - eBook € 9,99) in collaborazione con Andrea Bartelloni, medico pisano già molto attivo sul fronte del monitoraggio del corretto rapporto tra scienza e fede nell’ambito dei testi scolastici.

Non una apologetica astratta e teoretica (che pur sarebbe necessaria, ma a cui, per certi aspetti, si può rimandare anche al volume precedente succitato) bensì una galleria di studiosi con le loro scoperte ed invenzioni. Tutti rigorosamente credenti, e praticamente tutti cattolici (en passant si cita un anglicano), moltissimi addirittura sacerdoti, lungo un periodo che va dalla fine del Medioevo agliinizi del Novecento.

Nell’agile studio dei due autori scorronole diverse discipline scientifiche che grazie a questi scienziati cominciano prendere forma o a realizzare importanti progressi: si parte dell’eliocentrismocon il vescovo medievale Nicole Oresme e con il canonico agostiniano Copernico; si prosegue dimostrando che, inoppugnabilmente,il padre del magnetismonon è lo scienziato inglese Gilbert bensì il gesuita Leonardo Garzoni;si enumerano i progressi della scienza idraulica grazie alle scoperte e alle invenzioni del sacerdote Benedetto Castelli e successivamente a un altro sacerdote, Giovanni Battista Venturi, delle cui geniali scoperte ancor oggi traiamo benefici( si pensi all’ effetto-Venturiapplicato al volo degli aerei);alla citologiacon il sacerdote Bonaventura Corti e il parroco belga Jean BaptisteCarnoy;all’elettricità animale e alle neuroscienze con il devotissimo laico Luigi Galvani; la mineralogia e la cristallografia con il sacerdote René Just Haüy; la sismologia e la meteorologia che di fatto nascono nei monasteri e trovano in alcuni monaci e religiosi i primi veri studiosi e i primi inventori di strumenti per l’osservazione e la rilevazione di questi fenomeni naturali; la genetica con il famoso monaco agostiniano Mendel; la micologiagrazie alla paziente opera di riproduzione grafica e di catalogazione delle migliaia di specie di funghi ad opera del sacerdote trentino Don Giacomo Bresadola(a migliaia, in Europa, morivano ogni anno per avvelenamento all’epoca) e, per concludere, con il padre della teoria del Big Ben,il sacerdote George Eduard Lemaître.

Non si pensi a un libro riservatoai soli appassionati o competentidel sapere scientifico infarcito di incomprensibili nozioni tecnico-scientifiche. Il libro infatti scorre piacevolmente grazie alla capacità degli autori di intrecciare felicemente le conquiste,le invenzioni e le scoperte scientifiche operate dai protagonisti con la loro vicenda umana e spirituale, ben stagliando anche lo sfondo storico entro cui operavano.

Proprio sotto questo aspettovi sono alcuni passaggi che assestano dei veri e propri colpi bassi ai pregiudizi ampiamenti diffusi e pacificamente trasmessi dalla ancora dominante cultura laicista.

Intanto vediamo le classi dirigenti dell’epoca, laiche e religiose, seriamente impegnate nella realizzazione di opere pubbliche volte a migliorare le condizioni e la qualità della vita delle comunità del tempo, immagine contrastante con quell’immobilismoimputato a una concezione politica e sociale retrograda, di cui la religione cattolica sarebbe stato il principale puntello. E parallelamente vediamouna Chiesa cattolica che, soprattutto nei monasteri e attraverso l’ordine gesuita, costituire, con naturalezza, il cuore e l’anima della ricerca scientifica.

Tratteggiando la luminosa figura di Luigi Galvani, marito e credente esemplare, ci si imbatte in un’altra figura straordinaria, il cardinale Prospero Lambertini, arcivescovo di Bologna e futuropapa Benedetto XIV. Il Cardinal Lambertini volle fondare proprio nella città di cui era pastore l’Istituto delle Scienze “ un ambizioso progetto volto a contenere entro le stanze di un’antica dimora senatoria della città l’intera enciclopedia del sapere scientifico moderno” e nel momento in cui l’Istituto entrò in crisi non esitò a donare strumenti e a finanziare l’Istituto stesso per consentire di pagare gli stipendi aiprofessori. Siamo agli albori dell’epoca dei Lumi, ma lo spirito enciclopedico di organizzazione del sapere, come si può notare, non è ad appannaggio dei soli Philosophes.

Anzi, sorprendentemente, scopriamo che la promozione della donna è largamente anticipata dalla Chiesa sempre attraverso l’opera del Cardinal Lambertini che assunse nel 1732, indifferente alle polemiche del mondo accademico, Laura Bassi, prima donna a ricevere un incarico pubblico come insegnante universitaria, affidandogli l’incarico di docente di “filosofia universa” e fisica sperimentale”, facendola entrare poi anche nella prestigiosa AccademiaBenedettina. Dopo di lei, entrarono altre sette donne. Una vera rivoluzione per l’epoca.

E ancora, in piena Rivoluzione Francese, vediamo come i tedofori della Luce e del Progresso giunsero a negare le cattedre a questi scienziati per la loro fedeltà alla Chiesa e al contempo possiamo ammirare il coraggio di questi uomini di scienza e/o sacerdoti che, a costo di perdere l’incarico o addirittura di essere imprigionati come preti refrattari, scelsero in molti casi di non collaborare con le nuove autorità rivoluzionarie.

In realtà, e questo studio lo evidenziaperfettamente, la connessione tra cristianesimo e scienza è strettissima, necessaria e inevitabile: la fede nel Dio creatore del cielo e della terra, che crea per mezzo del Verbo abilita lo scienziato credente meglio di chiunque altro, a leggere la natura e l’universo come un libro scritto da Dio di cui gli uomini devono pazientemente e con umiltà decifrare il codice e scoprirne le leggi. Lo scienziato credente consapevole della partecipazionedella ragione umana a quella divina e consapevole che l’universoe la natura sono dotati di una razionalità intrinseca impressa dal Creatore, ha una maggiore facilità nel cogliere il nesso logico e scientifico di quest’opera divina. Le basi della scienza moderna e le premesse di molte invenzioni e scoperte scientifiche sono nate proprio nelle epoche di Cristianità grazie proprio a una ordinata visione del mondo capace di esprimere un sapere unitario e armonioso nel quale fede, ragione, scienza e tecnica, non sono contrapposte o caoticamente disposte l’una accanto all’altra, bensì coordinate, perché volte contemporaneamente al duplice obiettivo del perseguimento del bene comune e della gloria di Dio.

Edwin Hubble

 

In precedenza abbiamo visto, seppur per sommi capi, quel che è accaduto, secondo la scienza, nei primi tre minuti dopo la Creazione, ossia dopo il “Grande Botto”, che certamente ha originato tutti noi. Ora esamineremo come, nel “breve”arco temporale che va dal 1922 al 1948, nacque e si strutturò l’idea del Big bang, ossia di un Universo originatosi da un inizio molto caldo e denso, che man mano si espande, raffreddandosi, e i cui frazionamenti, continui e successivi, l’hanno, infine, modellato nella forma con la quale ci appare oggi. Queste brevi note, che noi diamo quasi per scontate, non lo erano affatto agli inizi degli anni 20’. All'epoca, -sembrerà strano-, la convinzione più diffusa riguardo al cosmo, era che coincidesse con la nostra Via Lattea e che fosse statico ed eterno… Il primo scossone a questa “costruzione”, naturalmente, lo diede Albert Einstein (1879-1955), che in un articolo celeberrimo, sulle conseguenze cosmologiche della relatività, legò le proprietà strutturali dell’Universo alla gravitazione: aveva fondato la cosiddetta cosmologia relativistica, che costituisce il punto d’origine, obbligatorio, per le idee-base della teoria del Big Bang. Quali sono queste idee-base e chi le formulò? Qui, saltano fuori le prime sorprese, perché i veri protagonisti di questa affascinante storia scientifica delle nostre origini, sono pressoché sconosciuti al grande pubblico. Iniziamo dalle linee portanti del Big Bang: 1) singolarità iniziale, ossia densità e temperatura tendenti all’infinito all’origine del cosmo, dunque della nostra storia, anche personale. 2) Espansione dell’Universo 3) Esistenza di una radiazione di fondo, permeante ogni angolo dell’Universo, eco del “Botto” iniziale e “memoria”, affievolita, dell’universo neonato, primitivo. Solitamente, nella vulgata comune, i padri fondatori della teoria del big bang sono considerati il già ricordato Einstein e l’astronomo americano, Edwin Hubble (1889-1953). Nessuno nega l’importanza, specie di Einstein- senza le cui equazioni del campo non ci sarebbe nessuna teoria del big bang-, o delle osservazioni basilari di Hubble, che primo al mondo “allargò”l’Universo dimostrando la natura extragalattica delle nebulose e chiudendo, di fatto, il Grande Dibattito, del quale ho trattato in un pezzo precedente. Tuttavia, come vedremo più avanti, entrambi, per motivi diversi, filosofici Einstein, pragmatici Hubble, non appoggiarono il modello del Big Bang: anzi, Einstein lo riprovava apertamente trovandolo “abominevole”, per via dell’espansione e dell’”inizio”del mondo. Un modello troppo vicino a quanto raccontato nella Genesi. A onor del vero, con l’onestà intellettuale che lo contraddistingueva, quando l’evidenza dei fatti s’impose, cambiò prontamente idea, riconoscendo i suoi sbagli. Hubble, invece, al quale vengono, in genere, riconosciuti più meriti di quanti effettivamente non ne abbia avuti, sembrava poco interessato ad approfondire il significato delle misure che raccoglieva. Per sua stessa ammissione, non era un teorico: il suo compito era di registrare dati sempre più precisi. In questo fu il migliore. Non sempre si ricorda che l’altra grande scoperta per la quale è diventato giustamente famoso, lo spostamento verso il rosso, red-shift, delle galassie, la compì, per primo, l’astronomo Vesto Slipher, nel 1912. (1875-1969). Naturalmente, Hubble ebbe il merito di misurazioni assai più precise, grazie alle quali, dedusse, che la velocità delle galassie aveva una relazione matematica con la loro distanza. Oggi questa legge, empirica, porta il nome di Legge di Hubble, ma anche in questo caso il merito andrebbe condiviso con l’abate Georges Lemaitre (1894-1966), come vedremo. Le implicazioni di questa scoperta grandiosa erano sorprendenti: se le galassie erano in fuga, voleva dire che un tempo, andando a ritroso, come quando riavvolgiamo un nastro, erano tutte condensate in un unico punto. Come ha scritto il giornalista scientifico Simon Singh: ”Si trattava della prima prova di osservazione a suggerire quello che oggi chiamiamo big bang. Era il primo indizio che indicava la possibile esistenza di un momento di creazione”. Un duro colpo per quelli che nel loro ateismo si sentivano psicologicamente aiutati dall’idea di un cosmo sferico, eterno, infinito e sempre uguale a se stesso, nel tempo e nello spazio. Tuttavia, forse per tenersi lontani dalle polemiche, Hubble e il suo fido assistente, Milton Lasell Humason (, 1891-1972), nello spiegare le loro scoperte scrissero: ” Gli autori sono costretti a descrivere gli evidenti spostamenti delle velocità senza avventurarsi nell’interpretazione e nel loro significato cosmologico”. A onore di Humason, va detto che ebbe il merito di passare dall’incarico di mulattiere presso l'Osservatorio di Monte Wilson, al divenire il fotografo astronomico più bravo del mondo: sue erano le lastre che consentirono a Hubble di scoprire la legge omonima e di portare le prime prove a favore del Big bang. In realtà, i veri “padri” del Big Bang sono stati altri tre scienziati, tanto noti in ambito accademico, quanto sconosciuti e un po’ “sfortunati”- nessuno dei tre ebbe il Nobel che pur avrebbero meritato- a livello popolare. In ordine cronologico: il russo (sovietico) Alexander Friedmann (1888-1925), valentissimo matematico e meteorologo (!); il belga, già ricordato, Georges Lemaitre sacerdote, molto dotato in matematica, e fisico di prim’ordine e infine ancora un russo (sovietico), poi naturalizzato americano, il fisico George Gamow(1904-1968), certamente, il più “noto” dei tre. Per sintetizzare la storia del Big Bang, può essere efficace riportare quanto scritto dall’astrofisico francese Jean-Pierre Luminet: ”Einstein ha elaborato la teoria della relatività generale e scritto le equazioni che regolano le proprietà fisico-geometriche dell’universo, mentre Friedmann ha scoperto le soluzioni non statiche di queste equazioni, che descrivono la variazione temporale dello spazio, e ha intravisto la possibilità che esso abbia avuto inizio in una singolarità. Lemaitre ha collegato l’espansione teorica dello spazio al movimento osservato delle galassie, gettato le basi fisiche del Big bang e anticipato il ruolo fondamentale giocato dalla meccanica quantistica e dall’energia del vuoto. Gamow ha dimostrato come si sono formati gli elementi leggeri nell’Universo caldo dell’origine e ha predetto l’esistenza della radiazione fossile; Hubble, infine, ha dimostrato la natura extragalattica delle nebulose a spirale e ha dato un fondamento sperimentale alla legge di proporzionalità fra la loro velocità di recessione e la loro distanza”. Dalla prossima volta esamineremo il contributo dei tre “sconosciuti”padri del Big bang.

C._P._Snow

 

In un saggio molto famoso del secolo scorso, Le due culture e la rivoluzione scientifica, Charles Percy Snow (1905-1980) lamentava il gran divario creatosi fra le due figure chiave del nostro tempo: lo scienziato da una parte e il letterato o umanista dall’altra. Il primo conosce tutto sui numeri, sui processi fisici e sui geni, ma poco o nulla di letteratura e filosofia; il secondo padroneggia latino e greco, ma ostenta, addirittura vantandosene, -vedasi per es. il filosofo Benedetto Croce (1866-1952)- la propria non conoscenza del secondo principio della termodinamica. Snow auspicava il sorgere di una “Terza Cultura”, per opera di letterati, che facesse da ponte tra la cultura scientifica e la cultura umanistica. Le cose sono andate poi diversamente; la “Terza Cultura” è nata effettivamente, ma i costruttori del ponte, diversamente da quanto auspicato da Snow, sono sorti nel campo scientifico con tutti i limiti del caso. Si è materializzato, infatti, il rischio paventato, negli anni 30, dal filosofo Ortega Y Gasset (1883-1955), secondo il quale sarebbero arrivati anni in cui lo scienziato, dalla sua conoscenza minuta di un dettaglio, ancorché importante-, ci avrebbe tempestato di epistemologie povere e sostanzialmente scorrette. Scorrette perché, pur partendo da un sapere “esatto”, ma particolare, specifico, si pretende di dare giudizi generali. Gasset è stato un vero “profeta”e quegli anni sono arrivati: i nostri! Qualche anno fa uscì un libro-Profeti senza Dio-, che faceva stato di questa situazione. In esso Karl Giberson e Mariano Artigas, (1936-2006) il primo fisico e il secondo filosofo, tratteggiano con impareggiabile chiarezza la figura e l’opera di sei grandi scienziati del nostro tempo; scienziati che hanno contribuito a far divenire la scienza come l'unica ” fede”possibile per l’uomo postmoderno: Richard Dawkins, Carl Sagan (1934-1996), S. Hawking, S Gould (1941-2002), Steven Weinberg e Edward Osborne Wilson. Costoro a una grande preparazione scientifica hanno unito una grossa capacità letteraria e un insolito dono per la comunicazione; cosa questa, che li ha portati a saper parlare oltre al ristretto ambito degli specialisti e dei ricercatori. Il loro “verbo”si è così diffuso a milioni e milioni di persone, due dati su tutti: si calcola che la serie Cosmos, di Carl Sagan, sia stata vista da almeno 600 (!) milioni di persone e che il libro più famoso di S. Hawking -Dal Big Bang ai Buchi neri-ha venduto in media una copia ogni 750 abitanti del nostro pianeta! Non è difficile pensare, che “l’ateismo anonimo”, del quale ha parlato il card. Angelo Scola nella lettera pastorale- Il campo è il mondo. Vie da percorrere incontro all’umano-, sia stato favorito, a livello planetario, dalla matrice nichilista della nostra cultura. Cultura poi diffusa, a livello delle masse, da una scorretta informazione scientifica, che in nome della scienza, surrettiziamente, vuole negare la fede. Così negli ultimi decenni per il tramite di scienziati, veri o presunti, questa cultura, diffusa in maniera ossessiva da tutti i media, è tracimata fino a raggiungere il nostro vicino di casa. Papa Francesco, nell’enciclica Lumen Fidei, ha tratteggiato con impareggiabile chiarezza la situazione contemporanea: "La nostra cultura ha perso la percezione di questa presenza concreta di Dio, della sua azione nel mondo." Pensiamo che Dio si trovi solo al di là, in un altro livello di realtà, separato dai nostri rapporti concreti» Ancora ai tempi del Vaticano II l’ateismo di massa era collegato quasi esclusivamente a particolari situazioni geopolitiche, riferibili, per la maggior parte, alle zone dell’ex Impero sovietico. Di là dalle sfumature diverse e dagli accenti variamente polemici, questi autentici “sacerdoti”della scienza- in Italia si potrebbero ricordare l’astronoma Margherita Hack (1922-2013), il matematico Pier Giorgio Odifreddi, l’oncologo UmbertoVeronesi, ect- pretendono di dare risposte, dal loro limitato campo d’azione, alle domande più profonde dell’uomo: chi siamo? da dove veniamo?dove andiamo? Risposte, peraltro, negative, presentate al grande pubblico -ignaro- come oggettive e derivanti necessariamente dalla scienza, ma in realtà non giustificate dal metodo scientifico. Un esempio su tutti; Edward Osborne Wilson, partendo dalle sue enormi conoscenze mirmecologiche, cioè sulle formiche, pretende di negare l’esistenza di Dio e dell’anima!Domanda da Bertoldo, che ogni uomo della strada può farsi: perché sapere tutto su formiche e formicai, dovrebbe, ipso facto, far considerare autorevole Wilson anche quando discetta di filosofia e religione? Purtroppo è quello che accade nella nostra epoca tecnocratica, nella quale gli scienziati sono interpellati- pendendo dalle loro labbra- su tutto, anche in campi molto diversi da quelli per i quali sono giustamente famosi. Quanto detto per Wilson vale, naturalmente, anche per gli altri cinque. Particolarmente divertente e istruttivo mi sembra riportare quanto scritto dallo studioso ateo Riccardo Chiaberge nel settembre 2010: ” «Confesso che quando sento parlare Odifreddi o Margherita Hack, con quella loro sicumera che esclude categoricamente qualsiasi dimensione trascendente quasi fosse sempre e comunque una favola per gonzi, mi viene immediatamente una crisi mistica e corro alla più vicina parrocchia». Che fare, dunque? “Semplice”; impariamo a usare correttamente la ragione mediante la filosofia, così come auspicato da papa Benedetto XVI: anche i mirmecologi capitoleranno…

Big_bang

 

C’eravamo lasciati, nella breve descrizione della storia dell’universo, al Tempo di Planck; prima di ripartire da lì, è necessario fare alcune considerazioni di natura filosofica in generale ed epistemologica in particolare. Questa esigenza scaturisce dal fatto, che il cosmo-in quanto tale-, si lascia “comprendere”da noi in maniera adeguata, pur se non esaustiva. Questo fatto, che purtroppo non “solletica”l’intelligenza coeva, troppo appiattita sul dato quantitativo, non poteva, però, lasciare indifferente una coscienza raffinata, come quella di Albert Einstein (1879-1955), che, a tal proposito, all’amico, editore e corrispondente di una vita, Maurice Solovine (1875-1958), scrisse: ”Ciò che ci dovremmo aspettare, a priori, è proprio un mondo caotico del tutto inaccessibile al pensiero.” Ancora, commentando l’evidente ordine oggettivo, chiosò: ”E’ questo il “miracolo”che vieppiù si rafforza con lo sviluppo delle nostre conoscenze”. Occorre poi rimarcare i limiti della conoscenza scientifica sperimentale; mass media, ed anche la scuola, purtroppo, trasmettono sempre l’immagine di una conoscenza scientifica, infallibile, assimilata in toto, alla conoscenza stessa. In pratica, uno può diplomarsi o, addirittura, laurearsi, senza avere mai avuto la percezione, nel corso del suo curriculum scolastico, degli “scossoni rivoluzionari”, che fisica quantistica, relatività e teoremi di Godel hanno apportato alle scienze “esatte”. In estrema sintesi: 1) la costante di Planck, - data dal rapporto fra energia e frequenza di un fotone- che è la più piccola quantità d’energia misurabile nell’universo, ha introdotto un limite di divisione di ogni radiazione e, conseguentemente, anche di ogni divisibilità. 2) Se Max Planck (1858-1947) ha scoperto un limite inferiore, Einstein ne ha scoperto uno superiore: la velocità della luce nel vuoto; niente può superarla e, neanche, raggiungerla.3) Godel (1906-1978) ha scoperto, con i suoi teoremi d’incompletezza, che la dimostrabilità è un concetto più debole della verità: cioè, non sono vere solo le cose che posso dimostrare. Basterebbero queste poche nozioni per dare ai ragazzi una percezione diversa del mondo che li circonda, stimolando in loro la riflessione: perché questi limiti? Perché questi valori, per giunta calcolabili, e non altri? Chi li ha decisi? Nel concludere questa breve introduzione epistemologica, riporto una puntuale definizione dei limiti del metodo scientifico, scritta dall’astronomo Piero Benvenuti: ” Il metodo scientifico basa la sua indiscussa potenza sulla possibilità di verificare con l’esperimento l’adeguatezza della rappresentazione matematica (il modello) della realtà fenomenologica. La scienza ha però riconosciuto che l’esperimento stesso ha dei limiti di applicabilità, che limitano conseguentemente la possibilità di utilizzare il metodo sperimentale in ogni situazione”. Chiarito questo punto vitale, vediamo le tappe che hanno portato progressivamente dal big bang iniziale a…Cosimo Galasso…che sta scrivendo questo pezzo, al PC, in un tardo, e soleggiato, pomeriggio dicembrino! Specifico subito, che la storia del Big Bang che riporterò, sarà solamente quella suffragata dalle evidenze sperimentali, senza lasciar spazio a nessuna fantasia esotica; per arrivare allo scrivente e, dunque, a ognuno di voi occorre partire dal Big Bang. Concretamente siamo tutti figli di quel “Gran Botto”iniziale, - databile a circa 13,8 miliardi di anni or sono- compreso il mondo che ci circonda; ne portiamo alcune tracce tangibili anche dentro di noi; di più, se vogliamo ammirarne dei “segnali”, basta guardare il video nebbioso di un televisore: più avanti svelerò il “mistero”… Chiariamo immediatamente un punto: studiando il Big Bang noi non fotografiamo, né tantomeno vediamo l’istante della creazione! Abbiamo visto che il metodo scientifico può esprimersi validamente solo su grandezze numeriche: ES, sarei ridicolo se cercassi di “pesare” su una bilancia, esprimendolo poi in chilogrammi, l’amore che provo verso mia figlia! Come insegnava il fisico e filosofo benedettino Stanley L. Jaki: ” Non è possibile associare alcuna misurazione quantitativa all’esistenza di oggetti, che indichiamo col verbo è o sono, e neppure alla parola nulla. E’ per questo che la transizione dal non-essere all’essere non è di competenza della scienza fisica o di qualsiasi scienza che abbia a che fare con delle misurazioni”. Ciò vuol dire che t=0, non lo vedremo mai; peraltro, come dimostrato dal potente teorema della singolarità di Hawking-Penrose, un universo dominato dalla Relatività Generale implica un punto iniziale in cui le dimensioni dell’universo sono pari a zero, mentre raggiungono valori infiniti sia la temperatura sia la densità. Se per la matematica questo è un risultato coerente, per la fisica non ha molto senso: diciamo che riflette la nostra ignoranza su come agisce la gravità in quelle condizioni estreme. Ad ogni modo, il teorema di singolarità implica un inizio dell’universo; cosa che molti, per motivi filosofici, vogliono evitare. Si sono cercate varie scappatoie, ma senza successo; naturalmente, la fisica quantistica è stata utilizzata come via preferenziale per “aggirare”l’ostacolo di un” inizio”, perché è più adatta a descrivere il comportamento di atomi e nuclei: a fini pratici, però, non ha funzionato. Lo stesso Hawking ha cercato di “fuggire” dal “suo” Teorema…, ma il cosmologo Denis Sciama, a lui e ad altri che pensavano di non aver bisogno di una singolarità in un universo regolare, ha ricordato che: ”Questo argomento non è valido: è stato dimostrato da S. Hawking, G. Ellis e R. Penrose che, finché la materia dell’universo obbedisce a una ragionevole equazione di stato, allora secondo la relatività generale vi devono essere state nel passato una o due singolarità fisiche (…) Considerazioni di meccanica quantistica potrebbero permettere di evitare una vera e propria singolarità ma apparentemente non possono impedire alla densità di diventare effettivamente molto alta, ad esempio 10-59 gr cm-3, che corrisponde a un raggio di curvatura di 10-26cm. Per ogni scopo pratico una densità simile potrebbe essere considerata una singolarità”. Possiamo invece ripartire da quel Tempo di Planck ed anche sperare, un giorno, di risalire ancora più indietro, nel cosiddetto regno della gravità quantistica, ossia quando saremo riusciti a unificare le quattro forze fondamentali della natura, originariamente fuse insieme. Ci vorranno, però, acceleratori ancora più grandi del LHC, che ha scovato il fantomatico bosone di Higgs, o particella di Dio, com’è mediaticamente conosciuta. Tuttavia, non siamo nemmeno sicuri di riuscire a raggiungere, un giorno, nei nostri acceleratori, le energie necessarie per verificare sperimentalmente questa teoria Insomma, è una fisica ancora di là da venire. Torniamo sul terreno solido della scienza galileiana, cioè verificata. Planck, acutamente, per ottenere le misure quantistiche di base- che, infatti, portano tutte il suo nome-, combinò assieme le costanti fondamentali della natura: la gravitazione universale, la velocità della luce e la costante di Planck, appunto. Ottenne così anche la lunghezza di Planck- oltre la quale non si può scendere-, pari a 10-33 cm. Per “visualizzarla”-si fa per dire…-, prendete un normale righello e focalizzate la vostra attenzione sul primo millimetro, poi, unicamente con la vostra capacità astrattiva, immaginate di dividere quel millimetro per uno, due, tre…fino a centomila volte. Dopo esservi riposati un po’, quel che è rimasto, lo dividete un miliardo di volte; ma non è finita, occorre dividere ancora un altro miliardo di volte e poi un altro ancora: il valore così ottenuto è il diametro dell’universo al tempo di 10-43 sec, che, infatti, è il tempo che un raggio di luce impiega ad attraversare una sfera di 10-33 cm! Pensate, il mio lungo viaggio per giungere fino a voi è partito da lì; anzi, in qualche modo, “eravamo tutti lì!” La fisica del nucleo atomico e quella delle particelle, unitamente agli acceleratori, ci hanno permesso di ricostruire con una certa accuratezza i primi tre minuti, con l’incertezza della primissima frazione, come già detto: questo è un risultato straordinario! Va ricordato, come dice Benvenuti, che sulla primissima frazione: ” Grazie allo sviluppo della fisica quantistica, noi non riusciremo mai a osservare, nel senso del metodo scientifico, quell’istante”. Riprendendo il discorso, al tempo di Planck l’universo inizia a espandersi e a “raffreddarsi”, la gravità subito si separa dalle altre forze; la sua intensità è così elevata che l’universo misura appena 10-28cm e, conseguentemente, la temperatura era sbalorditivamente alta: 10-32K! Giunti al tempo di 10-35sec l’universo avrebbe subito un rigonfiamento eccezionale dalle dimensioni subnucleari a un’arancia di circa 10 centimetri: è il momento inflazionario, che nella sua parte scientificamente sana rappresenta l’universo come gonfiato nelle sue fasi embrionali ad una velocità molto maggiore della sua successiva espansione (S Jaki) ”. Al contempo, la forza nucleare forte si separa da quella elettrodebole e l’energia inizia a “condensarsi”in materia: quark, elettroni e rispettive antiparticelle. A 10-32 sec si ha, invece, la separazione tra le due componenti della forza elettro-debole. Più avanti, a 10-6 sec, la temperatura è scesa a 1013 K, ciò permette ai quark di combinarsi e di dare origine ai nucleoni, cioè protoni e neutroni. Questo è anche il tempo in cui materia e antimateria si danno “battaglia” in quel brodo “primordiale”: infatti, poiché sono identiche in tutto, eccetto che nella carica elettrica- sono opposte-, quando s’incontrano, si “annichilano”, cioè cessano di essere quel che sono e si riducono a energia, sotto la forma di fotoni. Qui accade un primo “miracolo”, un primo avvenimento che deve stimolare la nostra riflessione; se da quel brodo primordiale fossero emerse esclusivamente quantità uguali di materia e antimateria oggi noi non ci saremmo: l’intero Universo sarebbe un immenso oceano ripieno ovunque di fotoni. Che accadde? Ci fu un eccesso leggerissimo di materia sull’antimateria; il fenomeno non è stato capito totalmente, ma una prima, parziale, soluzione fu trovata nel 1964 da due fisici americani: Val Fitch e James Cronin. Studiando il decadimento del mesone K zero, una particella instabile, scoprirono che esso decade in un tempo impercettibilmente più lungo della sua antiparticella. Il merito dei due fisici americani fu quello di aver scoperto che la produzione di materia supera quella di antimateria con un fattore di una parte su dieci miliardi! In pratica, siamo figli di quella leggerissima asimmetria: se Cosimo Galasso sta scrivendo questo pezzo, è perché ogni 10 miliardi di antiprotoni, all’alba dei tempi, si produssero dieci miliardi e uno protoni. In questo modo, non ci fu soltanto radiazione!Una tale minima differenza non può non far sobbalzare: il nostro brodo non è più tanto primordiale, ma ben specifico e inomogeneo. Il prof. Giovanni Bignami, astrofisico e Accademico dei Lincei, a tal proposito, ha scritto: ”Ricordiamoci con reverenza (…) di questa asimmetria”. Anche i due scopritori rimasero sgomenti; quando nel 1980 ritirarono il premio Nobel per la fisica, dichiararono: ” E’ veramente un arcano” (Val Ficht) “Trovo difficile dare alla mia famiglia anche una pallida idea di quello che ho fatto”. (James Cronin) Passiamo ora in rapida carrellata quel che accadde dal primo secondo ai primi tre minuti. Al primo secondo avevamo, ormai, le basi della materia, quelle a noi più familiari: protoni, neutroni ed elettroni e, inoltre, la temperatura era scesa a “solo” 10 miliardi di gradi e l’universo era diventato grande quanto una sfera di ben 100 mila Km. Poi, dopo il protone, che è anche il nucleo dell’idrogeno, si formò un suo isotopo: il deuterio, il cui nucleo contiene anche un neutrone e perciò è detto “idrogeno pesante”. Tutto il deuterio che troviamo oggi risale al Big Bang, non conosciamo altro modo di produrlo. Le temperature ancora elevate favorirono la fusione nucleare, sicché vincendo la repulsione dovuta alle cariche elettriche si fusero assieme due nuclei di idrogeno pesante, originando l’elio, il cui nucleo- fatto da due protoni e due neutroni- è solidissimo e costituirà la base del futuro carbonio,motore della vita. Entro i primi tre minuti la temperatura era ancora così elevata da permettere la nascita, sempre per fusione, del litio con tre protoni e del berillio con quattro. Giunti a 3 minuti e 46 secondi la temperatura del cosmo è troppo bassa perché favorisca la fusione di altri elementi pesanti, che saranno “cotti” più tardi, nelle stelle. La nucleosintesi cosmologica o primordiale, a questo punto, è cessata; da quel momento e per i successivi 380 mila anni la situazione è più tranquilla, ma quasi altrettanto decisiva. Questo calderone ripieno di protoni, nuclei di deuterio, litio ed elio continua a espandersi e a raffreddarsi. Inizialmente, gli elettroni a causa delle temperature ancora elevate, hanno un moto così frenetico, che non riescono a legarsi ai protoni liberi per formare atomi neutri, legandosi così ai fotoni, verso i quali hanno grandissima affinità. In questo modo, però, non essendo i fotoni liberi di vagare, non si vede nulla. Solo dopo 380 mila anni, quando la temperatura del cosmo è ormai scesa a soli 3000 K, gli elettroni, non più frenetici, hanno iniziato a legarsi ai protoni, lasciando, così, liberi i fotoni e…finalmente fu la luce! Ora, se ricordate, era rimasto un “mistero” da svelare, quello relativo alla “nebbia” di un televisore; accendete il vostro apparecchio e cercate una frequenza, dove non avete registrato alcun canale. Davanti a voi si paleserà la classica immagine nebbiosa; osservate bene i puntini bianchi frammisti agli altri: sono fotoni. Adesso fate attenzione; è accertato che in media un fotone su 100 proviene dalla radiazione di fondo del cosmo: state osservando, in diretta, e sul vostro televisore, le”ceneri”del Big Bang! Pensate, quei fotoni provengono direttamente dai confini del cosmo visibile… Pertanto, questo è un altro limite; con i nostri telescopi, anche se ne costruissimo di giganteschi, comunque non potremmo valicare la soglia dei 380 mila anni luce: non ci sono fotoni da catturare! E…per arrivare a Cosimo Galasso? Beh, ci son voluti quasi altri 13,8 miliardi di anni e una serie innumerevole di passaggi, che però in un Universo finemente sintonizzato ad accogliere la vita, ed anche la vita intelligente, non è stata ostacolata. Da notare, tuttavia, che la vita intelligente non sembra, però, essere il risultato esclusivo di protoni, neutroni ed elettroni, i quali, è evidente (!), non “secernono”pensiero. Direi che è un caso classico, in cui la somma è più delle parti: quello in più richiama fortemente il Trascendente. Tuttavia, nella parte organica, Cosimo Galasso, così come ciascuno di voi, è figlio del Big Bang. Il prof. Giovanni Bignami, in maniera icastica, ha così sintetizzato questa verità: ”Nel nostro corpo infatti ci sono parecchi kilogrammi di atomi di idrogeno (e magari qualche atomo originale di elio e litio): i loro nuclei si sono formati 13,7 miliardi di anni fa, sono la nostra etichetta “made in Big Bang”.

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Abbiamo visto, prima, come la concezione teologica abbia consentito la nascita della scienza; scienza, che poi, sempre più minuziosamente, ha rivelato diversi dettagli quantitativi di quel cosmo uscito dalle mani del Suo Creatore- secondo le Scritture giudaico-cristiane-, disposto con misura, calcolo e peso (Sap. 11,21.) Naturalmente, un universo siffatto, lungi dall’essere caotico o assimilabile a un soggetto vivente pieno di appetiti volitivi, poteva costituirsi come oggetto di studio da parte dell’uomo. Con fatica, in modo sistematico e matematico, da Galileo (1564-1642) e fino agli ultimi dati raccolti dalla sonda Planck, ci siamo fatti un’idea abbastanza precisa dell’Universo fisico nel quale viviamo.

Potrà sembrare strano, ma fino al 1917 le nostre idee sull’universo erano ancora abbastanza vaghe e sulle sue dimensioni non c’era accordo: per molti, l’universo coincideva appena con la Via Lattea, al di fuori della quale si estendeva uno spazio infinito vuoto. Nell’anno su ricordato, invece, Albert Einstein (1879-1955) pubblicò il quinto saggio sulle conseguenze cosmologiche della relatività generale: per la prima volta nella storia era possibile un trattamento scientifico privo di contraddizioni della totalità delle cose interagenti gravitazionalmente (…), contenente, anche, le formule della massa totale e del raggio dell’Universo. (S. Jaki) Tutto questo era stato possibile perché Einstein, con la sola forza della teoria, aveva dimostrato l’equivalenza tra massa ed energia, l’invalicabilità della velocità della luce e la non assolutezza di spazio e tempo. Modificò anche l'interpretazione della gravità: vista come un effetto puramente geometrico, dovuto alla curvatura dello spazio, a sua volta indotta dalle masse. Questa modellizzazione della gravità aveva reso possibile spiegare l’avanzamento di Mercurio al perielio, la deflessione di un raggio di luce stellare passante in prossimità di un forte campo gravitazionale, come quello del Sole e, addirittura, lo spostamento verso il rosso di un raggio di luce emesso all’interno di un campo gravitazionale: c’erano tutte le basi per comprendere l’universo. Allo scopo sarà utile raccontare un divertente episodio accaduto durante la visita che Einstein fece a Hubble, per visitare il grande telescopio da 100 pollici (2,54 Mt), allora il più grande del mondo, a Monte Wilson, in California. Durante questa visita Einstein era accompagnato dalla seconda moglie, sua cugina Elsa Einstein (1876-1936); si narra, che a un certo punto, mentre erano alla base della grande cupola contenente il telescopio, qualcuno fece notare alla signora che quel telescopio era indispensabile per conoscere la struttura dell’universo, lei facendo spallucce, rispose: ” Bene, bene…è quello che fa mio marito sul retro di una vecchia busta”! Tuttavia, neanche la pubblicazione di Einstein aveva risolto la diatriba se l’universo coincideva o no con la Via Lattea: erano, quelli, gli anni del cosiddetto Grande dibattito. Gli schieramenti in campo furono due; da una parte gli astronomi dell’osservatorio di Monte Wilson, capitanati da Harlow Shapley (1885-1972), sostenevano che la Via Lattea contenesse l’intero universo, nebulose comprese. In oppositionem gli astronomi dell’osservatorio Lick, capitanati da Heber Curtis (1872-1972), ritenevano le nebulose altre galassie simili alla nostra. Per risolvere la questione, l’Accademia Nazionale Delle Scienze di Washington, nell’aprile 1920, convocò un’assemblea generale di grandi scienziati. La discussione, spesso accesa, non portò ad alcun risultato definitivo: per capire la sua posizione nel Cosmo, l’uomo doveva ancora indagare.Questo onore toccò nel 1923 all’astronomo americano E. Hubble il quale sfruttò una mirabile scoperta effettuata nel 1912. Quell’anno, la studiosa Henrietta Leavitt (1868-1921) scoprendo nelle stelle variabili cefeidi una relazione tra periodo e luminosità effettiva, offrì agli astronomi un parametro decisivo per misurare l’universo. Non restava che trovare delle Cefeidi nelle nebulose, e il Grande dibattito sarebbe stato risolto: fu proprio quello che fece Edwin Hubble (1889-1953), scoprendone una nella nebulosa di Andromeda o M31. L’emozione fu enorme; M31 risultò trovarsi a novecento mila anni luce dalla Via Lattea. Benché, questa misura risultasse, poi, errata per difetto, era ormai chiara la natura extra-galattica della maggior parte delle nebulose. Anche questa vicenda è accompagnata da un contorno grottesco: vediamolo in sintesi. Shapley aveva calcolato correttamente le distanze degli ammassi globulari, la posizione esatta, non centrale, del Sole nella Via Lattea, della quale aveva trovato le giuste dimensioni, aveva dedotto la giusta formula per calcolare le distanze con le Cefeidi e …dulcis in fundo, probabilmente, aveva fotografato per primo le Cefeidi in M31! C’e n’era abbastanza da vincere il Nobel e, invece, si fece del male da solo; vittima di un carattere testardo, polemico fino all’ultimo, finì col litigare con tutti, a partire da Hubble. Così lasciò il posto a M. Wilson per Harvard, finendo un po’ ai margini Quel che accadde, dopo è veramente pazzesco, inaspettato; prima di partire lasciò le sue lastre a Milton Humason (1891-1972), l’assistente di Hubble, il quale scrutandole e confrontandole con altre, scoprì delle Cefeidi. Humason, correttamente, avvisò Shapley, ma questi, anziché prenderne atto, puntare un telescopio su Andromeda e fare nuove lastre di confronto, appena poté, prese un fazzoletto e cancellò i segni rossi con i quali Humason aveva cerchiato le possibili Cefeidi: non contento, partì lasciando le lastre a Hubble. Per l’astronomo americano, a quel punto, fu un gioco da ragazzi ri-fotografare tutto, confrontare e calcolare mediante la formula, la distanza di M31; ironia della sorte, aveva utilizzato le lastre di Shapley, aveva usato la sua formula matematica adatta a calcolare le distanze delle Cefeidi, per…distruggerne la carriera di scienziato! Si narra, che Hubble, il quale ricambiava, -con gli interessi- l’antipatia verso Shapley, subito mandò a questi un telegramma per informarlo; Cecilia Payne, che era presente al momento dell’arrivo del telegramma, raccontò la reazione di Shapley: ”Ecco la lettera che ha distrutto il mio universo”. Storia significativa e monito verso coloro che, nella scienza come nella storia, non si “piegano ai fatti”, ma sono schiavi delle ideologie, di un pensiero pre-costituito che rifiuta di confrontarsi con il reale. Morale: oggi Shapley è pressoché sconosciuto al grande pubblico, mentre Hubble -che in realtà era un avvocato-, ha dato addirittura il suo nome all’omonima legge, e al grande telescopio spaziale! Eppure, all’epoca, Shapley era anni - luce, è proprio il caso di dirlo- avanti a lui! L’uomo, dunque, aveva “dilatato”, in ogni senso, la sua comprensione dell’universo. Dai tempi di Galileo con il cannocchiale, si era giunti, grazie al grande telescopio di M. Wilson, a registrare la posizione remota delle altre “nebulose”, ora galassie, in più, con l’aiuto dell’analisi spettroscopica Hubble e Humason scoprirono che la luce delle galassie aveva una frequenza spostata verso il rosso. Circostanza, questa, che fece dedurre- ad Alexander Friedmann (1888-1925) e Georges Lemaitre (1894-1966), che le galassie, in accordo con le equazioni della relatività generale, ma contro gli stessi Einstein e Hubble, in un primo momento-, si stanno allontanando velocemente. Si arguì che le galassie si spostano come se fossero state tutte originate, anni prima, da un’unica, gigantesca esplosione. In sintesi, oggi sappiamo che l’universo sotto i nostri occhi è il risultato “invecchiato”, di uno scoppiettante inizio, che ha lasciato in giro tante ceneri, scintille e radiazioni che noi possiamo misurare. Le galassie, tuttavia, non si espandono in uno spazio pre-esistente e infinito, ma è lo spazio stesso a espandersi. Il vecchio esempio del palloncino per bambini che gonfiamo, è sempre valido per rendere l’idea. Tutta una serie di osservazioni, ci conduce, infine, a credere che all’inizio tutta la materia fosse concentrata in un punto piccolissimo: è la singolarità iniziale, ma come disse una volta la prof. essa Margherita Hack (1922-2013), qui finisce la fisica, e inizia la metafisica. Questo perché, all’istante t uguale a zero, cessano tutte le leggi fisiche. L’uomo può iniziare a studiare il cosmo dal cosiddetto tempo di Planck, 10-43s, ma questo lo vedremo la prossima volta.

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