L'invenzione del Big Bang

Prefazione

di Carlo Bernardini

Il professor Jean Pierre Luminet lavora all'osservatorio di Parigi-Meudon, uno dei centri di riferimento dell'astrofisica francese. È indubbiamente un autorevole esperto nel suo campo, ma ha anche il dono di saper comunicare, e in questo libro ne vediamo un esempio particolarmente brillante. La cosmologia è la scienza dell'Universo nel suo insieme e nella sua storia: dunque, è anche la scienza dello spazio e del tempo, nel loro rapporto con le entità fisiche che in essi abitano. Occuparsi dei problemi cosmologici può apparire un atto di megalomania intellettuale o di smisurata presunzione; le idee della cosmologia confinano, fino a lambirle, con le mitologie più antiche e più popolari, rischiando di scontrarsi con le credenze più istintive degli esseri umani: la creazione del mondo è un tema ineludibile di ogni storia sacra. Ma questo non può intralciare la ricerca scientifica o bloccarla con una risposta che trascende i fatti. Per questo motivo è nata e si è sviluppata, non molti anni fa, una «cosmologia sperimentale» che, approfittando di tecnologie recenti che hanno reso accessibile lo spazio- tempo nelle sue profondità più remote, ha dato una base osservazionale alle speculazioni lungimiranti di cui parla Luminet. Non posso non ricordare, in questa occasione, la scuola italiana creata da Francesco Melchiorri, purtroppo scomparso nell'estate del 2005, che con mezzi ingegnosi e assai meno costosi dei satelliti orbitali – i palloni stratosferici – ha compiuto analisi estremamente accurate della radiazione infrarossa del «fondo cosmico» di cui Luminet parla diffusamente. È appena di qualche anno fa il successo dell'esperimento Boomerang compiuto, utilizzando telescopi su palloni, dai suoi allievi Paolo De Bernardis e Silvia Masi con altri giovani collaboratori, con risultati clamorosi e assai meno dispendiosi di quelli della «concorrenza » americana. È doveroso richiamare l'attenzione su questi fenomeni accademici di cui lo stesso Luminet si preoccupa in questo libro riconoscendo i meriti di Georges Lemaître e di Alexander Friedmann, i quali avevano il «difetto» di scrivere in francese e in russo. Il tratto più caratteristico di questo libro è che si presenta come l'illustrazione di un'idea, matrice della scienza cosmologica, attraverso la storia della sua evoluzione e la biografia scientifica dei personaggi chiave che alla sua costruzione hanno contribuito. Questa caratteristica è, per quanto semplice possa apparire, estremamente originale: nella letteratura scientifica sull'argomento, appare assai più diffuso il modello che chiamerò «giornalistico», con deliberata intenzione di sminuirne il valore culturale, basato sulla sottolineatura della «mirabolante eccentricità della teoria», più che sulla comprensione del suo significato e del suo valore concettuale. Tutto prende le mosse dalla Relatività Generale di Albert Einstein, la prima concezione veramente scientifica dell'Universo nella sua interezza spaziotemporale. È da quelle equazioni che si muovono Friedmann e Lemaître per riprodurre, in un modello accettabile, i dati che si stanno accumulando nelle osservazioni sperimentali dagli anni '20 del secolo scorso in poi. Sono possibili, infatti, soluzioni di portata epistemologica estremamente diversa: un Universo statico, in cui gli oggetti astrofisici si muovono come gli atomi in un gas contenuto in una grande sfera immutabile nel tempo; oppure un Universo che si espande incessantemente mutando di dimensioni, sicché gli oggetti in esso contenuti si allontanano gli uni dagli altri. La seconda concezione, a cui Einstein originariamente non credeva, implica un'origine, un punto e un atto di nascita che Lemaître chiamerà «l'atomo primordiale». In questa controversia si inserisce un allievo di Friedmann, George Gamow, un simpatico fisico russo dotato di formidabile humour, che prefigura il «gran botto». Fred Hoyle, un astrofisico inglese controcorrente, li prenderà in giro coniando il termine Big Bang, nel 1948, in una schermaglia con lo stesso Gamow durante una trasmissione radiofonica. Il testo di Luminet, naturalmente, arriva sino a tempi recentissimi e spiega tutto ciò che è successo, affrontando con sobrietà le difficoltà di spiegare al lettore perché sono indispensabili le idee di Einstein e la meccanica quantistica. La scoperta della «radiazione fossile», come traccia residua del controverso Big Bang, porterà un elemento di conoscenza di impareggiabile valore dimostrativo: nel 1965 Arno Penzias e Robert Wilson scoprono che l'Universo è un corpo nero alla temperatura di 3 Kelvin, residuo dell'energia sprigionata, sotto forma di radiazione, dal botto iniziale. Luminet racconta l'evoluzione di queste teorie nei cento anni intercorsi tra l'inizio del Novecento e il 2003. Credo che difficilmente si possa trovare, nella letteratura sull'argomento, un racconto più efficace di questo. La mia speranza è che gli insegnanti lo adottino e lo suggeriscano agli studenti: nulla è più edificante di queste avventure scientifiche, nella volgarità delle società sviluppate contemporanee.

Roma, 25 febbraio 2006