[Aggiungiamo al precedente articolo un commento dello
stesso autore sulle notizie recentemente apparse con grande clamore sulla
stampa - aprile 2000 - in ordine alle pretese "foto del Big-Bang" effettuate
da parte di un gruppo di ricerca italo-americano. Commento della redazione
di Episteme: queste sensazionali "rivelazioni" non sembrano aver
troppo impressionato, per fortuna, neppure le persone meno esperte di tale
genere di questioni, ma, si sa, la pubblicità è l'anima del
"commercio", e ormai certa ricerca è diventata soprattutto ricerca
di fondi…]
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"Dio sia lodato! Chi dirà più che c'è qualcosa di impossibile, ormai?"
Quando la qualità dei programmi televisivi ci costringe a spremere il telecomando alla ricerca del canale che non c'è, ci imbattiamo talvolta in frequenze intermedie alle stazioni emittenti. Vediamo allora comparire sullo schermo nugoli di pallini danzanti bianchi e neri che si invorticano senza posa, emettendo un fastidioso e costante ronzio. Meglio che niente. O della faccia di Chuck Norris.
Una piccola parte di questa balugine frusciante, che ha ispirato finzioni di ogni genere, storie di fantascienza e fenomeni di poltergeist, è provocata da una radiazione onnipervasiva che angustiava le ricerche di due tecnici della Bell Telephone del New Jersey, impegnati verso la metà degli anni Sessanta nella messa a punto delle prime comunicazioni satellitarie. Dopo vari e reiterati tentativi, Arno Penzias e Robert Wilson si resero conto che non era possibile eliminare quel rumore di fondo: lo attribuirono così a una radiazione di natura ignota nel campo delle microonde, ben livellata in ogni direzione, che si comportava come un materiale posto alla temperatura di 2,7 gradi al di sopra dello zero assoluto. I radiotecnici caratterizzano tipicamente l'intensità di una radiazione in termini di temperatura, confrontando l'intensità a una qualche lunghezza d'onda con l'intensità di una radiazione termica che sarebbe emessa da un corpo nero idealizzato nella stessa banda di lunghezza d'onda. Penzias e Wilson (che avrebbero poi ricevuto il premio Nobel per questo) presentarono i dati di questa misteriosa radiazione al gruppo cosmologico di Princeton guidato all'epoca da Robert Dicke, che la salutò senza esitazioni come l'eco di un'esplosione primigenia che avrebbe dato origine a tutto l'universo. Nientemeno.
L'idea che l'universo fosse potuto sorgere da un punto esplodente, densissimo e caldissimo, cominciò ad affacciarsi intorno al 1920, quando gli astronomi constatarono uno spostamento nei dettagli spettrali della luce delle galassie che osservavano. In base alla fisica nota il fenomeno avrebbe potuto spiegarsi o con una perdita energetica progressiva della radiazione luminosa nell'attraversamento delle distanze cosmiche, oppure facendo l'ipotesi che quelle galassie si allontanassero radialmente dal nostro punto di osservazione (cioè dalla Terra e quindi dalla nostra stessa galassia) innescando in tal modo un abbassamento di tutte le frequenze elettromagnetiche attraverso il classico effetto Doppler. Si può riassumere sommariamente questo effetto dicendo che una sorgente in avvicinamento aumenta apparentemente le proprie frequenze (e quindi l'energia ad esse associata) mentre le diminuisce se si allontana.
La prima ipotesi non era in grado di dire nulla di interessante sullo stato complessivo dell'universo: una perdita energetica dei quanti di luce o un qualunque meccanismo intrinseco in grado di spiegare lo spostamento spettrale delle galassie verso le grandi lunghezze d'onda (redshift) rimandava invariabilmente a un cosmo insondabile nelle sue dimensioni spazio-temporali, che sembrava sfuggirci per gradi. Uno spazio tempo infinito suscita ironie insuperabili quando si tenta di conferire all'eternità un carattere quadridimensionale ... Ma l'alternativa che lo spostamento spettrale potesse riflettere un effetto Doppler verso il rosso della radiazione luminosa (e che quindi le galassie potessero essere animate da moti di allontanamento radiale rispetto alla Terra) dischiudeva la stupefacente possibilità che in un lontano passato tutte le galassie avrebbero potuto trovarsi ammassate le une sulle altre in un impasto primordiale di materia e di radiazione.
Apriti cielo! Per i teorici della cosmologia fu come decidere fra Gerione e Naomi Campbell, nonostante che Edwin Hubble, il leggendario osservatore di Monte Wilson, abbia invece ratificato le sue ricerche dichiarando che "i modelli di universo in espansione sono un'interpretazione forzosa dei risultati sperimentali" (Astrophysical Journal, 1936). Ciò è tanto più sorprendente in quanto Hubble viene invariabilmente etichettato come "lo scopritore dell'espansione dell'universo, avvenuta nel 1929", espressione che ha indotto alcuni profani a ritenere che il cosmo abbia cominciato a espandersi a partire dal 1929 ...
La cosmologia, si sa, è scienza di estrapolazioni. Il fisico George Gamow esaminò nel dettaglio gli aspetti di un'origine esplosiva di tutto l'universo, trovando che l'elio primordiale avrebbe dovuto essersi prodotto a partire da nuclei di idrogeno e neutroni termalizzati dall'esplosione stessa; e fece la previsione che tutto lo spazio cosmico attuale avrebbe dovuto trovarsi immerso in un debole residuo di quel gran botto iniziale. Ma andrebbe anche ricordato che quando il valore della temperatura della radiazione dì Penzias e Wilson venne determinato con precisione da strumenti a bordo di sonde e satelliti artificiali, i calcoli basati sul modello esplosivo (Big Bang) hanno continuato a fornire valori molto lontani e assai più elevati, compresi fra i 30°K e i 10°K; i divulgatori hanno poi sempre sistematicamente ignorato che nello stesso periodo in cui Gamow elaborava i suoi calcoli, Max Born, Erwin Findlay-Freundlich e Walter Nernst proposero meccanismi di interazione fra fotoni predicendo un fondo livellato molto vicino ai 2,7°K della radiazione dì Penzias e Wilson utilizzando la formula della cosiddetta "luce stanca". Senza dubbio una spiegazione molto meno affascinante della "nascita dell'universo", ma molto più vicina almeno quantitativamente ai dati reali.
Andrebbe aggiunto che l'espansione dell'universo è stata falsificata da alcune osservazioni: l'astronomo americano Halton Arp - che per questo è stato licenziato da Monte Palomar - ha raccolto un numero impressionante di casi in cui oggetti di differente spostamento spettrale appaiono manifestamente alla stessa distanza. Questi dati sono un colpo alla nuca per la cosmologia della grande esplosione: o gli oggetti di Arp sono tutti accidenti di prospettiva o il Big Bang non c'è mai stato, e allora tanti saluti alla radiazione "fossile" ...
L'immenso sforzo che si sta facendo per accreditare un inizio dell'universo rende le interpretazioni alternative del fondo a microonde poco popolari: una delle più interessanti è che sia in connessione con la nebulosa planetaria che ha dato origine al sistema solare. A differenza del Big Bang che è solo ipotizzabile, questo evento si è sicuramente verificato e meriterebbe un'attenzione migliore da parte degli specialisti. Non è chiaro perché l'astrofisica debba sempre dare la precedenza alla cosmologia.
Un'altra spiegazione è che noi stiamo semplicemente captando la temperatura dello sfondo cosmico del mezzo extragalattico, mentre il fisico Eric Lerner ha proposto un meccanismo di termalizzazione e redistribuzione della radiazione delle stelle in fotoni di più bassa energia che produrrebbero l'osservata nebbia radio. Il celebre Fred Hoyle, contestatore storico del Big Bang a cui ha dato il nome, sostiene assieme all'indiano Chandra Wickramashinge che questo processo di scattering è innescato da aghi ferrosi liberati nello spazio dalle esplosioni delle supernovae. Alcuni fisici quantistici poi, trovano del tutto naturale che il "falso vuoto" cosmico possa essere un eccellente termalizzatore dell'energia dissipata da stelle e galassie, ma per ora hanno formulato le loro istanze con grande circospezione.
Lo stesso Arno Penzias intervistato dall'autore di questo articolo a Milano in occasione della manifestazione "10 Nobel per il futuro", manteneva ancora nel 1996 una posizione rigorosamente agnostica sulla natura effettiva di questa radiazione: la sussistenza di questo "fondo" in regioni molto lontane dell'universo è al di là di qualsiasi possibile verifica strumentale. Ho potuto ironizzare sul carattere universale di questa temperatura con il rinomato cosmologo inglese John Barrow al termine di una conferenza da lui tenuta a Misano un paio di anni fa: "Se lei viene a Rimini a prendere sul bagnasciuga la temperatura del mare Adriatico - gli dissi - pensando di rilevare contemporaneamente la temperatura dell'Oceano Pacifico e quella di tutti i mari della Terra, potrei sospettare che abbia preso un colpo di sole. I nostri strumenti di rilevazione – aggiunsi sono vicinissimi alla Terra e lontanissimi dal fondo dell'universo!". La riposta fu un garbato sorriso.
C'è una poesiola di Giuseppe Basini, astrofisico e poeta, che sintetizza molto bene il problema di fondo di tutta la cosmologia: non è un gran che ma val la pena di memorizzarla. "Come è nato l'universo? Ed è poi davvero nato? Od oppure pur cambiando esistente è sempre stato?".
Lo scorso mese di aprile i giornali di mezzo mondo hanno riportato in prima pagina una "foto del big bang". Nessun astronomo si è affrettato a precisare che non si tratta affatto di una fotografia ma di una mappa che visualizza su carta le infinitesime variazioni di temperatura intorno al valore di 2,7°K della radiazione di Penzias e Wilson, rilevate da un pallone sonda sui cieli dell'Antartide. I divulgatori l'hanno descritta come "l'immagine della palla di fuoco primordiale in cui si troverebbero avvolte le prime galassie in formazione", "poco dopo il disaccoppiamento della radiazione dalla materia - come ha precisato sapientemente Margherita Hack – all'incirca un milione di anni dopo il Big Bang". Insomma: è la sindone della Creazione, la reliquia del "fiat lux". In un mondo in cui i figli dei falegnami risorgono e i pastorelli prevedono il futuro, anche gli astro fisici atei non vogliono essere da meno.
"Le zone chiare - ha dichiarato uno dei responsabili dell'impresa, l'astronomo italiano Paolo de Bernardis - rappresentano gli addensamenti di materia da cui nasceranno poi le galassie che vediamo in cielo. L'intensa luce sprigionata dalla primordiale sfera infuocata ha viaggiato nello spazio per 12 miliardi di anni, trasformandosi in una debole radiazione a microonde che il nostro strumento ha raccolto".
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[http://spaceboy.nasda.go.jp/note/Kagaku/E/kag111_remaitre_e.html]