Pubblicato in: n. 12 Margine /

L’inesauribile ricerca dell’ultimo orizzonte

di Leopoldo Benacchio

«[…] e questa siepe, che da tanta parte/ dell’ultimo orizzonte il guardo esclude. […]». C’è poco da fare, non c’è teorema di matematica o legge fisica che possa eguagliare la cristallina e insieme folgorante immagine che la poesia, per mezzo del suo oracolo, il poeta, sa darci. Chi poi abbia visitato Casa Leopardi a Recanati, una gita senz’altro da consigliare, si sarà reso conto che quella siepe, ancora esistente, è quanto di più modestamente normale ci possa essere e questo non fa altro che sottolineare la potenza dell’immaginazione umana. Il giovane Giacomo, d’altronde, quindicenne ancora in formazione mostrava il suo interesse per la scienza proprio scrivendo una Storia dell’astronomia, opera abbastanza completa pur se necessariamente didascalica e compilativa.
Quella siepe per molti versi rappresenta bene il margine possibile della nostra conoscenza, sempre in cerca dell’ultimo orizzonte proprio dell’universo, solo che, a differenza di quella che è lì da centinaia di anni, questo cambia continuamente. Anche se gli astrofisici sono fra gli scienziati più gelosi delle loro teorie – probabilmente per l’immane fatica di costruirle sulla base di osservazioni e misure fra le più delicate e difficili nel campo della fisica – il ‘margine’ della conoscenza lo cambiano appena possono e appena trovano una teoria migliore, sempre strettamente legata all’osservabilità di un nuovo orizzonte, che cambia via via nel corso del tempo.
Il margine dell’universo, il suo limite, il suo orizzonte quindi. Occorre innanzitutto chiarire che quando astronomi e cosmologi parlano di universo intendono l’universo ‘osservabile’. Questo è un punto molto delicato, che sta alla base di molte concezioni errate, misconception come sono chiamate in inglese.
Abbiamo imparato a pensare, giustamente, che la Terra non è il centro dell’universo, ed è stata una conquista faticosa per l’umanità, forse la più complessa mai raggiunta. Questo ha però generato anche un problema: ora non capiamo più che siamo comunque al centro dell’universo ‘osservabile’ e che il nostro orizzonte, il margine di quel che noi chiamiamo universo, dipende proprio dalla nostra posizione in esso. Noi, gli osservatori in quest’accezione, siamo al centro dell’universo, quello osservabile, e ci si perdoni la ripetizione ma serve a sottolineare questo concetto basilare, senza il quale non possiamo capire nulla della moderna cosmologia.
Certo il margine, ossia il limite di quel che riusciamo a osservare, è cambiato nel corso del tempo a seconda degli strumenti che abbiamo potuto usare.
Lasciamo da parte i popoli più antichi e partiamo dalle basi della nostra cultura classica, la Grecia. Aristotele ha fissato quest’universo per la prima volta in un sistema che è resistito per decine di secoli. Se lo pensiamo nei termini che abbiamo appena tentato di chiarire, ci rendiamo conto che il suo, con tutti i perfezionamenti e anche le complicazioni operate poi dai suoi seguaci, è un sistema perfetto per chi vede il proprio universo sopra alla testa e lo esplora con l’unico strumento che ha: i propri occhi. La sistematizzazione della ‘armonia dei cieli’ che allora si tentava di costruire, prevede i moti periodici dei due luminari, Sole e Luna, delle 2-3.000 stelle visibili a occhio nudo e di cinque pianeti, da Mercurio a Saturno. Facciamo uno sforzo e capiremo che la Terra è al centro dell’universo aristotelico perché questo è l’unico universo comprensibile ad un osservatore a occhio nudo sul nostro pianeta, anche oggi.
Se vogliamo essere un po’ pedanti, il ‘margine’ di quest’universo oggi è quasi risibile, la più lontana delle stelle che vediamo in una bella notte buia e trasparente dista solo un migliaio di anni luce. Un’inezia veramente.
È uno strumento, il rudimentale cannocchiale di Galileo Galilei, a moltiplicare l’intelligenza e la creatività dello scienziato e permettergli di iniziare il lungo cammino che porterà alla costruzione del modello di universo che oggi abbiamo sviluppato. Si popola da allora man mano di tanti oggetti nuovi: altri pianeti, infinite stelle e poi ‘nebulose’, che nei primi del Novecento si riveleranno essere in realtà galassie, insiemi di miliardi e miliardi di stelle tenute vicine dalla gravità: gli ‘universi isola’ ipotizzati già dal grande Immanuel Kant. Con Galilei quindi, e con tutti gli astronomi venuti dopo di lui, l’universo cambia costantemente e i margini della nostra visione aumentano via via, con una crescita esponenziale proprio nell’ultimo secolo, il secolo d’oro della fisica. Fa paura, quasi, pensare che cent’anni fa o poco più la nozione di ‘galassia’, la nostra, coincideva anche per la stragrande maggioranza degli scienziati con l’universo intero. Oggi ne conosciamo molte migliaia di miliardi e ognuna si allontana da tutte le altre. Sì, è vero, ce ne sono alcune che invece si avvicinano, pochissime, come la famosa galassia di Andromeda che viene verso di noi e prima o poi farà tutt’uno con la nostra, ma sono moti locali che nulla tolgono alla grandissima scoperta di Edwin Hubble sullo spostamento ‘verso il rosso’ della radiazione delle galassie: più rosse vuol dire più lontane, a testimoniare un universo in continua espansione, dove tutto si allontana da tutto e la velocità di allontanamento aumenta man mano che si va distante. Come sappiamo poi da una strepitosa scoperta di questi ultimissimi anni, l’espansione dell’universo è stata addirittura accelerata, forse da un’energia antagonista alla gravità, ma questo sì, comunque lo si venda nei talk show televisivi o sulla carta stampata, sembra oggi il margine della nostra cultura, mostruosamente arduo da superare. Cosa è questa energia ‘oscura’, anzi che cosa è, se mai è?
Un universo iniziato da un Big Bang quindi – denominazione disastrosa, dato che non ci fu nessuna esplosione ma solo espansione, pur se velocissima anzi inflazionata per i primi istanti, almeno 90 volte più veloce di quella che osserviamo ora – e che si espande da allora, un’età che piazziamo a 13,7 miliardi di anni da noi proprio in base all’assunzione di Hubble, ma non misuriamo nessun tempo, solo distanze in base a una legge sperimentale. Non abbiamo nessun motivo per pensare che l’universo si fermerà o che addirittura tornerà indietro in un collasso all’inverso, come un sasso che, buttato per aria, esaurisca la sua corsa verso l’alto e venga richiamato alla base dalla gravità. Questo è attualmente il margine oltre il quale la nostra conoscenza non sa andare. Un margine che vale anche all’indietro, e questo è piuttosto inusuale per la nostra mente, dato che ai primi attimi di questa evoluzione non siamo in grado di risalire.
Il satellite WMAP della Nasa e ora anche Planck dell’ESA, ci hanno riportato i primi segnali elettromagnetici emessi dalla materia dopo il Big Bang, un universo in microonde senza stelle, pianeti, galassie, nulla. Solo leggere alterazioni della temperatura della radiazione di fondo, pochi millesimi e meno di grado, fonte di instabilità che inizierà ad aggregare la materia, i semi per la formazione dei corpi celesti.
Abbiamo dunque i primi segnali elettromagnetici circa 400.000 anni dopo il Big Bang, o meglio, questi sono i primi che sono potuti uscire dal densissimo brodo di particelle e radiazione che permeava l’universo ‘prima’. E noi ‘prima’ non siamo in grado di vedere nulla, ecco un altro margine per la conoscenza. Provvisorio? Forse, speriamo di sì. Potrebbero dirci qualcosa di più due potentissimi messaggeri: i neutrini e le onde gravitazionali. I primi sono particelle, le seconde sono segnali dovuti alle masse in movimento, previsti dalla teoria della relatività. Finora però non abbiamo avuto successo né con i primi né con le seconde, nonostante gli enormi sforzi intellettuali e gli strumenti incredibilmente sensibili costruiti nel frattempo. Quella ‘parete’ di microonde rappresenta tuttora un margine che non sappiamo superare.
Per capire com’è fatto l’universo dobbiamo quindi riferirci alla parte che vediamo, quella osservabile, che è diversa a seconda di dove ci troviamo. In linea di principio, per esaurire il concetto, su Marte l’universo osservabile è diverso e un eventuale marziano è egli stesso al centro del suo universo osservabile.
Ogni ventiquattro ore quindi il ‘nostro’ universo diventa più ‘grande’ di un giorno luce.
È difficile da pensare, bisogna avere la pazienza di fare proprio il concetto quasi inverso a quel che ci hanno insegnato a scuola, ma solo apparentemente. L’universo, quello ‘vero’, è probabilmente infinito, è come un mare in cui ci è ‘dolce’ naufragare.

© Riproduzione riservata

Leopoldo Benacchio

Leopoldo Benacchio è docente all’Istituto Nazionale di Astrofisica dell’Osservatorio di Padova e insegna all’Università di Padova. Accanto all’attività di ricerca, sulle tecnologie di calcolo, rete e Grid per l’astrofisica, dal 1995 si dedica alla comunicazione della scienza al grande pubblico e in ambiente didattico. Fra le sue pubblicazioni, ‘Il grande atlante dell’universo’ (Fabbri, Milano 2003) e ‘Alla scoperta del cielo’ (con A. Turricchia, Editoriale scienza, Trieste 2006-2009).

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