Dal Big Bang ad oggi. Dal macrocosmo al microcosmo.
É una bellissima serata di inizio marzo. Nel cielo notturno occhieggiano tante stelle.
Ho appena cenato e sono uscito fuori all'aperto per una boccata d'aria ... fresca. In casa scoppiettava la stufa a legna, una stufa a caminetto che mandava bagliori caldi e tepore di intimità. Ma fuori non fa freddo. É stata una splendida giornata ed ora che è notte si sente anche all'esterno un leggero alito notturno, quasi un soffio dei primi tepori primaverili.
La natura - mi aggiro al buio nel parco ed i miei fedeli amici, i miei cinque pastori tedeschi, mi seguono come ombre protettrici - si sta risvegliando. Cominciano ad arrivare, con la primavera incipiente, i primi uccellini. Fra le frasche dei lecci, delle querce, dei pini e sul cedro del Libano che di fronte alla casa pare stagliarsi immenso contro il cielo si sente ogni tanto qualche pigolio che poi si acqueta.
Mi fermo con lo sguardo rivolto in su a guardare questa enorme volta stellata. La luna risplende, le stelle palpitano silenziose e, coi loro bagliori quasi intermittenti, pare vogliano trasmettere chissà quale messaggio. Sembrano vicine, eppure ci separano e le separano distanze abissali, inconcepibili alla mente umana.
Vedo la 'Via lattea': appare come una striscia larga e bianca che si staglia sullo sfondo blu scuro del cielo. Mi sembra una cosa 'al di fuori' del nostro sistema solare e invece l'astronomia ci insegna che il nostro sistema solare ne fa parte, anzi è 'immerso' dentro questa galassia.
La Terra gira su se stessa, poi - lei insieme agli altri pianeti del sistema solare - girano tutti intorno al Sole. Il Sole, con il suo 'sistema', gira a sua volta intorno ad un 'qualcosa', probabilmente un gruppo stellare che fa da centro gravitazionale, e tutto questo a sua volta gira all'interno di questa nostra enorme galassia dentro la quale - è l'astrofisica moderna che ce lo dice - vi sono centinaia di miliardi di stelle. E questa nostra galassia, la Via Lattea, pare giri a sua volta ancora intorno a qualche cos'altro. Insomma sembra un gioco di scatole cinesi, indovina indovinello cosa c' è dopo... E ognuna di queste stelle - mi ripeto - è a distanze incommensurabili rispetto ad ogni altra stella vicina. E poi ancora, fuori dalla nostra galassia, altre galassie, anzi miliardi di galassie visibili - con i potenti radiotelescopi - come minuscoli puntini nei quali però è stato calcolato che vi sono contenuti altri miliardi e miliardi di stelle...
Se non ce lo assicurasse la Scienza, nella quale crediamo, dovremmo dire che non è possibile, che è tutto pazzesco, che siamo solo di fronte ad una allucinante illusione ottica. Ma come avranno fatto a contarle? Che tecnologia avranno utilizzato? Forse le avranno contate miliardo più miliardo meno, ma è comunque una cosa da far stramazzare di vertigine, solo che uno provi ad 'immaginare' veramente questi numeri e a percorrere queste distanze con il pensiero.
Ma non è finito, perché poi l'astrofisica moderna ha constatato che tutte queste galassie, cioè questi miliardi di ammassi stellari contenenti a loro volta centinaia di miliardi di stelle, sono in 'fuga'. In fuga...! Ma in fuga da cosa? In fuga per dove?
"C'è stata una 'esplosione'..." , dice la Scienza. Non una esplosione come la intendiamo comunemente noi, cioè una esplosione che abbia avuto inizio in un punto preciso dello spazio, come se ad esempio scoppiasse una 'bomba'. No, si è verificata una 'esplosione'… che è esplosa contemporaneamente ovunque...
Come obbedendo ad un 'comando' misterioso, l'Energia si è scatenata dal Nulla in una esplosione immane. Fu quello che ormai tutti conoscono come il Big-Bang. Le particelle di materia, quelle dei primi istanti, cominciarono ad allontanarsi l'una dall'altra.
La Scienza moderna -che per i suoi studi utilizza ormai radiotelescopi enormi, calcolatori elettronici che occupano e sono grandi come interi palazzi e che scruta e studia lo spazio anche dai satelliti - ci dice che dopo solo un centesimo di secondo dal momento 'zero' (ripeto: un centesimo di secondo!) il calore liberato da questa esplosione di energia si presume si dovesse aggirare intorno ai cento miliardi di gradi centigradi (cioè 10 elevato alla undicesima potenza). Questa - ho letto - era una temperatura più elevata di quella presente al centro delle stelle più calde e tanto elevata che nessuno degli elementi della materia così come noi oggi la conosciamo (la materia costituita cioè di molecole, atomi, nuclei di atomi, elettroni, ecc.) avrebbe potuto mantenere la sua attuale coesione e struttura.
Questa 'materia' primordiale dunque era costituita da quelle che la fisica moderna chiama 'particelle elementari', come gli elettroni (carica elettrica negativa), i positoni (carica elettrica positiva e massa identica agli elettroni), come i neutrini (privi di massa e di carica elettrica). E poi, in questo 'brodo' primordiale vi erano tanti fotoni. Anzi l'universo all'inizio era praticamente 'pieno' di fotoni, che non sono altro che 'luce', particelle di massa zero che viaggiano alla velocità della luce: 299.792 chilometri al secondo. Sono fotoni, ad esempio, quelli emessi da una lampadina accesa o dal sole stesso.
E tutte queste particelle, ma ve ne sono molte altre, venivano - in quei primi centesimi di secondo - creandosi dall'Energia pura e dopo 'lampi' di vita scomparivano e si riproducevano con processi di creazione e di annientamento istantanei, come scintille di fuoco che divampano e si spengono in un accavallarsi caotico.
All'inizio - dice dunque oggi la Scienza - era la 'luce', all'inizio era il 'Caos'...
Toh! - mi dico per inciso fra me - dice che all’inizio era la ‘luce’… ma non è quello che - un po' più semplicemente e poeticamente - diceva già qualche migliaio di anni fa la 'famosa' Bibbia, quella dei 'profeti'? 5
Era dunque, quello dell'inizio, un universo 'in esplosione', dove le modifiche di 'stato' - dicono i 'Premi Nobel' e gli altri scienziati - si realizzavano in tempi inimmaginabilmente piccoli, calcolati in miliardesimi di secondo! Un universo dove a temperature anch'esse inimmaginabilmente elevate corrispondevano stati della materia completamente diversi dalla materia attuale.
Il Nobel Steve Weinberg scrive. '...per evitare complessi problemi matematici inizierò pertanto il racconto, in questo capitolo, un centesimo di secondo circa dopo l'inizio, quando la temperatura è scesa a soli cento miliardi di gradi Kelvin (10 alla 11a Kel- vin)... l'universo è in questa fase più semplice e facile da descrivere di quanto non sarà mai più in seguito. É pieno di un miscuglio indifferenziato di materia e di radiazione e ciascuna particella entra rapidissimamente in urto con altre particelle...'
'Nell'istante del Big-Bang - scrive poi il famoso cosmologo Stephen W. Hawking - si pensa che l'universo avesse dimensioni zero e che fosse quindi infinitamente caldo. Ma all'espandersi dell'universo la temperatura della radiazione diminuì. Un secondo dopo il Big-Bang la temperatura era scesa a circa dieci miliardi di gradi. Questa è una temperatura un migliaio di volte maggiore di quella vigente al centro del Sole, ma temperature elevate come questa si raggiungono in esplosioni di bombe H...
… Circa cento secondi dopo il Big Bang la temperatura era scesa ad un miliardo di gradi, la temperatura vigente all'interno delle stelle più calde. A questa temperatura protoni e neutroni non avevano più energia sufficiente a sottrarsi all'attrazione della ‘forza nucleare forte’, e avevano cominciato a combinarsi insieme...'
Steve Weinberg aggiunge da parte sua: '...la temperatura dell'universo è ora di un miliardo di gradi Kelvin (10 alla 9a K): solo 70 volte più elevata di quella esistente oggi all'interno del Sole. Dal primo fotogramma sono trascorsi tre minuti e due secondi. Gli elettroni e i positoni sono per la maggior parte scomparsi e i principali componenti dell'universo sono ora fotoni, neutrini e antineutrini. L'energia liberata nell'annichilazione elettrone-positone ha dato ai fotoni una temperatura superiore del 35 per cento a quella dei neutrini...'
Dopo circa tre minuti dall'inizio (io mi permetterei anche di dire 'minuto più minuto meno', perché non mi sembra che faccia gran differenza pratica, tanto questi calcoli scientifici riferiti a quindici miliardi di anni fa mi sembrano pazzeschi. Anzi per me potevano dire tre giorni dopo come tre anni dopo, cosa sono rispetto a quindici miliardi di anni?) ad una temperatura di circa un miliardo di gradi, i protoni e neutroni (anch' essi particelle caotiche che oggi compongono invece il 'nucleo' della materia attuale) cominciarono ad 'aggregarsi' dando origine a 'nuclei' più complessi, come quello dell'idrogeno pesante (deuterio), composto da un protone più un neutrone, o quello dell'elio (2 protoni e 2 neutroni).
Dopo tre minuti dal Big Bang, dopo circa solo tre minuti, l'universo era composto soprattutto di 'luce', neutrini, antineutrini, elettroni, idrogeno, elio. Questo universo, a seguito dell'esplosione, si 'espandeva' a velocità incredibili, quasi vicine a quelle del- la luce, e nello stesso tempo si 'raffreddava' sempre più consentendo infine agli elettroni di unirsi ai nuclei di idrogeno ed elio, dando luogo agli atomi di idrogeno ed elio che, condensandosi sotto l'influsso della gravitazione, si sarebbero trasformati nelle attuali galassie e stelle e poi, raffreddandosi ulteriormente, negli attuali pianeti, nel pianeta Terra. L'universo si è trasformato cambiando di 'stato', dallo stato gassoso al solido, come ad esempio dal vapore acqueo all'acqua e dall'acqua al ghiaccio.
Più o meno, descritto molto alla buona per capirci meglio (questo non è però un libro 'scientifico'), più o meno così la Fisica moderna, l'Astrofisica, i vari premi Nobel ci spiegano - 'volgarizzando' i concetti scientifico-matematici - quello che sarebbe (?) successo quindici miliardi circa di anni fa quando sarebbe 'esploso’ l'universo, datazione fatta calcolando 'a ritroso' nel tempo la velocità di fuga delle galassie.
Tutto è cominciato dunque da una specie di esplosione di Energia.
Ma che cos'è l'Energia?
Einstein dimostrò che l'energia di un corpo è equivalente alla sua massa (cioè alla quantità di materia di quel corpo) moltiplicata per la velocità della luce elevata al qua- drato (E = mc al quadrato).
Einstein - bofonchio fra me - ci ha dunque detto a cosa è 'equivalente', ma non ci ha detto 'cosa' è - in realtà - l'Energia.
E come fanno le stelle a muoversi nello spazio con velocità anche di centinaia di chilometri al secondo? E come fanno le varie galassie (e noi facciamo parte di una di esse) ad allontanarsi l'una dall'altra a velocità vicine a quelle della 'luce', trecentomila chilometri al secondo? E dove vanno? Avrà un termine questa corsa che durerebbe da quindici miliardi di anni?
Penso a queste cose, la mia ragione vacilla e faccio uno sforzo per distogliere lo sguardo immerso nella profondità del cielo stellato e dei miei pensieri per riportarlo sulla 'Terra', rivolgendolo alla 'materia' che almeno posso toccare con mano.
Ma, dopo un attimo di riflessione, mi rendo conto che anche qui la mente vacilla: guardare dentro alla materia è infatti come scoprire un altro 'universo' nell'infinita- mente piccolo.
Prima vi sono le molecole, cioè degli 'aggregati' di atomi, poi gli atomi. Questi sono a loro volta composti da un 'nucleo' - costituito da protoni e neutroni - intorno al quale gravitano degli elettroni. I protoni ed i neutroni vengono tenuti fra loro insieme dentro al nucleo da delle 'forze' formidabili, tutt'altro che ben conosciute, e l'elettrone è tenuto a sua volta 'incatenato' al nucleo dell'atomo da altri tipi di forze. L'esplosione immane di una bomba 'H' è dovuta appunto alla liberazione di energia conseguente alla disaggregazione del nucleo (provocata artificialmente dalla tecnologia dell'uomo) in una 'reazione a catena'.
E la 'nube' di elettroni che circonda il nucleo di un invisibile atomo è circa centomila volte maggiore del nucleo stesso. Inoltre le forze 'chimiche' che aggregano i vari atomi in molecole, sono milioni di volte più deboli delle forze che tengono uniti nel nucleo i protoni ed i neutroni. E infine, ma non è certo la 'fine', si scopre che gli infinitamente piccoli neutroni e protoni sono a loro volta composti di 'quarks'.
E tutte queste particelle sono regolate nei loro rapporti reciproci da leggi e forze così precise che se solo una forza di attrazione o repulsione variasse di una frazione infinitesimale ecco che protoni, neutroni, elettroni non starebbero più insieme, si disgregherebbero, e la materia, l'universo quale è quello che osserviamo, cesserebbe di esistere, non esisterebbe neanche l'uomo che è fatto di molecole, atomi, elettroni, protoni, neu- troni, quarks.
Tutto ciò è molto pazzesco. Mi domando quale ne sia il senso.
Me lo domando in questa notte stellata, rialzando l'occhio dalla terra al cielo dal qua- le le stelle mi guardano e 'occhieggiano' come per farmi capire - fra un palpito e l'altro - che il solo senso di tutto ciò è ...Dio. Dio! Dio!
Molti scienziati - anche se un luogo comune li vorrebbe presentare prevalentemente come 'atei' - sono arrivati a credere in 'Dio' proprio grazie allo studio più approfondito della 'natura'.
A. Einstein - dico fra me e me - vedeva le comuni religioni come una risposta antro- pomorfa all'idea di Dio. Per Einstein esisteva l'Uomo.
Egli - come aveva scritto in 'Come io vedo il mondo' - non riusciva ad immaginarsi un Dio che ricompensi e che punisca l'oggetto della sua creazione, un Dio che soprattutto eserciti la sua volontà nello stesso modo con cui la esercitiamo noi stessi.
Egli disse testualmente: 'Non voglio e non posso figurarmi un individuo che sopravviva alla sua morte corporale: quante anime deboli, per paura e per egoismo ridicoli, si nutrono di simili idee...'
'Però …, Einstein!', mi dico semiserio...
Per questo allora - come scrivono di lui - avrà dato una buona 'autorevole' mano a far realizzare quel 'confetto', che tanto dolce non era, che si chiama 'bomba atomica'!
Si legge infatti nella nota bibliografica dell’Opera sopracitata (Edizioni Newton, 1988) che, pur non desiderando egli immischiarsi in questioni militari né tantomeno incoraggiare la costruzione dell’arma più terribile che fosse mai stata conosciuta dall’uomo - fu proprio grazie alla autorevolezza del suo intervento, con il quale segnalò e attirò l'attenzione dell'allora Presidente Roosvelt sulle scoperte scientifiche di Fermi e Szilard - che vennero messi a disposizione i colossali capitali necessari per quelle ricerche che dovevano poi portare alla bomba di Hiroshima...
Guido Landolina
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