L'origine di (quasi) tutto

Perché siamo qui? Da dove veniamo? Secondo i Boshongo dell’Africa centrale prima dell’uomo non c’eranoche l’oscurità, l’acqua e il grande dio Bumba. Ungiorno Bumba, in preda a un improvviso mal di stomaco,vomitò il Sole. Il Sole fece evaporare parte dell’acqua, scoprendocosì la Terra. Ancora dolorante, Bumba vomitò laLuna, le stelle, quindi il leopardo, il coccodrillo, la tartarugae, infine, gli uomini.
Come molti altri, questo antico mito della creazione affronta le stesse domande che ci poniamo oggi. Per nostra fortuna, oggi abbiamo uno strumento che ci permette di trovare le risposte: la scienza.
La prima scoperta scientifica a gettare luce sul grande mistero dell’esistenza risale agli anni ’20, quando Edwin Hubble iniziò le sue osservazioni al telescopio di monte Wilson in California. Con sua grande sorpresa, Hubble scoprì che quasi tutte le galassie si allontanavano da noi. Non solo: più le galassie erano distanti, maggiore era la velocità con cui si allontanavano dalla Terra. L’espansione dell’Universo fu una delle scoperte più importanti di tutti i tempi e diede una svolta al dibattito sull’ipotesi che l’Universo avesse avuto o meno un inizio.
Se oggi le galassie si stanno allontanando, infatti, dev’esserci stato un momento nel passato in cui erano più vicine. E se supponiamo che la loro velocità sia stata costante nel tempo, allora qualche miliardo di anni fa dovevano trovarsi tutte nello stesso punto. È così che ha avuto inizio l’Universo?
Sulle prime gli scienziati non videro questa idea di buon occhio, poiché un simile inizio era inspiegabile con la fisica dell’epoca. Bisognava invocare un’entità esterna – ciò che qualcuno chiama convenientemente dio – per spiegare come tutto era cominciato. Per questo motivo vennero formulate teorie che spiegavano l’espansione dell’Universo senza ipotizzarne un inizio.
La più popolare fu probabilmente la cosiddetta teoria dello stato stazionario, formulata nel 1948, secondo cui l’Universo era sempre esistito con le stesse caratteristiche. Questo scenario, in particolare, aveva la grande virtù di poter essere verificato, condizione fondamentale del metodo scientifico. E furono proprio le osservazioni a rivelarne tutti i limiti.
Nell’ottobre 1965, infatti, arrivò la scoperta della radiazione cosmica di fondo e con essa la prova che l’Universo aveva avuto un inizio a dir poco “denso”. L’unica interpretazione ragionevole era che tale radiazione fosse quanto rimaneva di uno stato iniziale caratterizzato da calore e densità elevati. Con il procedere dell’espansione dell’Universo, la radiazione si sarebbe raffreddata riducendosi progressivamente al residuo che vediamo oggi.
Non ci volle molto perché quest’idea fosse suffragata da una teoria. Insieme a Roger Penrose, assumendo che la teoria della relatività generale di Einstein sia corretta, ho dimostrato che l’Universo ha avuto inizio da una singolarità, un punto in cui densità e curvatura dello spazio-tempo erano infiniti. Questo ha innescato il Big Bang e la successiva, rapidissima espansione. Nel corso della cosiddetta “inflazione”, l’Universo ha raddoppiato molte volte le proprie dimensioni in una frazione di secondo.
Il risultato dell’inflazione quindi è stato un Universo molto grande, molto liscio e molto piatto. Non del tutto liscio, per la verità: piccole variazioni di densità qua e là hanno dato origine in un secondo momento alle galassie, alle stelle e ai sistemi solari.
È a queste variazioni che dobbiamo la nostra esistenza. Se all’inizio l’Universo fosse stato completamente liscio non ci sarebbero state stelle, né vita. Insomma, siamo il prodotto di fluttuazioni quantistiche primordiali.
Rimangono ancora da chiarire molti grandi misteri. È un dato di fatto però che ci stiamo avvicinando progressivamente alla risposta ad alcune domande che da sempre accompagnano l’umanità: da dove veniamo? E siamo gli unici esseri in quest’Universo a porci queste domande?

Prefazione
Sono sempre stato affascinato dall’origine delle cose. Ricordo che da bambino andavo sulla costa dello Yorkshire con mia madre, mio padre e mia sorella, e cercavamo fossili di ammoniti, belemniti e grifee. Li guardavo affascinato e mi chiedevo da dove venissero e che aspetto avesse la Terra al tempo in cui questi molluschi erano vivi.
Ma non è stata solo la natura a stimolare la mia curiosità circa le origini delle cose. Da bambino guardavo la tv (in bianco e nero all’epoca, ma comunque un prodigio della tecnologia) e pensavo: chi è che l’ha inventata? Non riuscivo a immaginare come qualcuno fosse riuscito a creare una scatola con uno schermo in grado di proiettare immagini da lontano. Io, pensavo, da solo non ci sarei mai riuscito. Quando divenni giornalista scientifico, vent’anni fa, compresi l’attrazione potente che sono in grado di esercitare sulla nostra immaginazione le storie riguardanti le origini dell’Universo. «Da dove veniamo?» è per l’uomo una delle domande più profonde e importanti (le altre sono «come dovremmo vivere?» e «dove stiamo andando?», ma a quelle risponderemo un’altra volta). Credo sia naturale osservare ciò che ci circonda e porci domande esistenziali come «da dove viene tutto questo?».
Non vi è civiltà conosciuta che non abbia le sue storie sulle origini del cosmo e dei suoi abitanti. Per quanto ne sappiamo, il mito più antico sulla creazione è l’Enûma Eliš, un poema scritto su tavole di terracotta risalente a 2700 anni fa (Età del bronzo) e appartenente alla tradizione religiosa babilonese. È però probabile che le storie sulle origini del mondo siano di gran lunga precedenti e siano cominciate almeno 40000 anni fa, quando i nostri antenati diventarono Homo sapiens sapiens. Per quanto ne sappiamo, le loro menti erano identiche alle nostre, quindi potevano viaggiare nel tempo con il pensiero, proiettandosi nel passato e nel futuro, trascendendo il presente e i confini della propria esistenza.
Come noi, devono essersi chiesti da dove aveva origine tutto, la vita, l’Universo. O forse queste domande risalgono a un tempo ancora più lontano. Forse anche i nostri più antichi antenati avevano un loro mito delle origini, una storia vecchia un milione di anni tramandata in qualche protolingua dalle tribù di Homo erectus intorno al fuoco.
Dopo tutto anche i racconti sull’origine dell’Universo devono avere un’origine! Certo, gli inventori di queste antiche leggende non avevano granché su cui basarsi oltre all’esperienza e alla fantasia e finivano quasi sempre per ricorrere a spiegazioni soprannaturali. Anche il mito della creazione proprio della nostra cultura, il Libro della Genesi, rientra in questa categoria. Per la verità la Genesi non si limita a un’unica storia: da una parte abbiamo il mito della creazione in sei giorni, dall’altra una versione un po’ diversa, leggermente contraddittoria. Quasi a intendere che in fondo una risposta certa non ce l’avremo mai, ma non possiamo esimerci dal cercarla.
Grazie al metodo scientifico, però, la capacità di viaggiare nel tempo con la mente è diventata uno strumento di precisione. Oggi possiamo usare i telescopi per scrutare l’Universo primordiale e sfruttare la matematica per comprenderne le proprietà. Abbiamo fatto tanta strada, ritornando molto indietro nel tempo, quasi fino all’inizio dell’Universo stesso, come ha spiegato Stephen Hawking nella sua introduzione. Nel frattempo le scienze storiche (geologia, biologia evolutiva e cosmologia) ci hanno permesso di ricostruire eventi accaduti ben prima che esistesse il genere umano, fino al cosiddetto deep time (tempo profondo): la nascita del Sistema Solare, le origini della vita, l’evoluzione della nostra specie e così via. Archeologia e storia ci aiutano a comprendere il nostro passato e l’origine delle cose di cui sono responsabili gli esseri umani, dalle prime innovazioni (ad esempio la cottura dei cibi) alla tecnologia moderna (basti pensare a internet).
Le origini di (quasi) tutto è un compendio di storie moderne sul tema delle origini, raccontate attraverso gli occhi della scienza. In 53 brevi capitoli ho cercato di mettere insieme le più importanti, le più interessanti e inaspettate, con il prezioso contributo della grafica di Jennifer Daniel, sempre chiara e divertente.
Quando ho cominciato a stilare una lista di idee sui temi da trattare, mi sono reso conto che alcuni erano imprescindibili, come il Big Bang, l’origine della vita e l’evoluzione dell’uomo. Anche la nascita della civiltà era un tema pieno di spunti. Quindicimila anni fa i nostri antenati vivevano in tribù nomadi di cacciatori-raccoglitori, oggi noi viviamo in case, facciamo la spesa nei supermercati e ci spostiamo in automobile. Com’è avvenuto questo cambiamento?
Altri temi sono meno scontati e sono grato ai miei brillanti colleghi del «New Scientist» e alla John Murray per avermi suggerito argomenti come lo zero, il suolo, l’igiene personale (tra i miei preferiti). Alla fine il materiale era tanto da non poter essere condensato tutto in un solo libro. Nella lunga lista degli esclusi ci sono anche le origini del cricket e del gelato Viennetta, giusto per citarne un paio. Forse un giorno scriverò Le origini di (quasi) tutto il resto.
Ma basta pensare al futuro. Sono davvero molto orgoglioso di questo libro. È stato per me un viaggio di scoperta, come spero sia per voi. Alcune delle storie raccontate sono cambiate e si sono evolute mentre scrivevo, grazie alle nuove scoperte. È questa la bellezza inquieta e inarrestabile della scienza.
Il mio unico rimpianto è che il sottotitolo iniziale non abbia mai raggiunto la copertina (per la cronaca, era Dal Big Bang alla lanugine ombelicale e credo desse un’idea della vastità e varietà degli argomenti trattati). Questo libro nasce dalla collaborazione tra il «New Scientist» e la John Murray, ma mi piace pensare che le sue vere origini siano da ricercarsi su una spiaggia dello Yorkshire, nella testa di un ragazzino curioso e ispirato dalle meraviglie della natura.
Ecco, ci sono cascato di nuovo. Finisco sempre per viaggiare nel tempo, nel tentativo di spiegare come tutto è cominciato. È più forte di me.