Web Author:
Michele Sacchetti
Web Assistent : Giovanni Vaccari
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La teoria del Big
Bang e quella dell’Universo inflazionario ci permettono di ricostruire
1’evoluzione dell’Universo a partire da 10 secondi dopo 1’inizio.
Nel fare questo è necessario estrapolare le nostre conoscenze fisiche
a condizioni, quali gli stati di altissima densità e temperatura
della materia, che non sono direnamente sperimentabili in laboratorio,
e assumere che le leggi fisiche che verifichiamo "qua ed ora" siano state
valide anche all’inizio. Questo è 1’unico modo che abbiamo per procedere,
sperando che in futuri esperimenti trovino conferma le teorie attuali della
fisica delle alte energie, quali la Grande Teoria Unificata, e ritenendo
che Dio non sia talmente burlone da cambiare le carte del gioco ad ogni
momento. Ma possiamo andare ancora piu indietro nel tempo e chiederci come
sia avvenuta la genesi dell’Universo, o addirittura cosa c’era prima del
Big Bang. Domande per le quali non è facile trovare risposte soddisfacenti,
anche per i paradossi che implicano: ha senso parlare di un "prima" quando
"prima" il tempo stesso non esisteva? I nostri dubbi sono ben riassunti
dai due astrofisici cinesi Fang Li Zhi e Li Shu Yan: "In primo luogo, non
possiamo cercare la causa della prima mossa, o inizio dell’Universo, poiché
tale concetto implica che prima della prima mossa non esisteva nulla. In
secondo luogo, non possiamo cercare la causa della prima mossa, o inizio
dell’Universo, fuori dall’Universo, poiché il concetto di Universo
implica che nulla esista al di fuori di esso. In terzo luogo, non possiamo
andare a cercare la causa neppure dentro 1’Universo, poiché il concetto
di prima mossa, o inizio dell’Universo, implica che tutto ciò che
è dentro 1’Universo ne è il risultato, e non puo esserne
la causa… Se ne può concludere soltanto che: nulla iniziò
la prima mossa... A prima vista siamo in un vicolo cieco! Ma 1’uscita dall’inferno
sta precisamente in questo vicolo cieco. Il cosiddeno nulla significa ’non-essere",
e perciò la nostra ultima proposizione può essere definita
equivalente a: il non-essere può dare inizio alla prima mossa, cioè
all’inizio dell’Universo."
Negli anni ’70
Stephen Hawking e Roger Penrose dimostrarono come la relatività
generale implichi che un Universo in espansione come lo è
il nostro abbia avuto inizio da una singolarità, cioe da un punto
di densità e curvatura dello spazio-tempo infinite, in cui tutte
le leggi note della fisica verrebbero meno. In realtà si ritiene
che in quelle condizioni estreme la teoria di Einstein non fornisca una
buona descrizione dell’Universo, ed è necessario ricorrere a una
teoria che combini la meccanica quantistica con 1a gravità. Sebbene
tale teoria non sia ancora stata formulara nella sua completezza, Stephen
Hawking ha azzardato una proposta di grande interesse. Essa si basa sulla
formulazione della meccanica quantistica proposta da R. Feynman in termini
di "somma delle storie" applicata all’intero Universo. Semplificando, 1’idea
di Feynman è che una particella, per andare da un punto A a un punro
B, possa in linea di principio percorrere tutti i cammini possibili o "storie"
nello spazio-tempo che uniscono i due punti. Ciascuna storia ha associata
una probabilità ben definita; "sommando" in un certo modo opportuno
tutte le storie, si ottiene la "vera" traiettoria percorsa dalla particella.
La proposta di Hawking è di applicare la somma delle storie alla
concezione einsteiniana della gravità: al posto della storia di
una particella, abbiamo ora uno spazio-tempo curvo che rappresenta la storia
dell’intero Universo. Per fare questo è pero necessario fare la
somma per storie che non si trovano nel tempo "reale’ (che noi ben conosciamo)
ma in un tempo "immaginario": cioè, è necessario misurare
il tempo usando numeri immaginari piuttosto che numeri reali (i matematici
conoscono bene i numeri immaginari: essi hanno la proprietà che
il prodotto del1’unità immaginaria i per se stessa è uguale
a -1: i x i = –1). Tutto questo ha delle implicazioni straordinarie. La
prima è che la distinzione tra spazio e tempo scompare completamente.
La seconda è che si possono allora considerare spazi-tempi che siano
finiti e illimitati, senza singolarità che ne formino il confine.
Lo spazio-tempo sarebbe 1’analogo in quattro dimensioni della superficie
di una sfera, che è finita ma illimitata nel senso che ci si può
camminare sopra all’infinito senza trovare mai un punto di confine, dove
la superficie finisca. Usando parole di Hawking; "La condizione al contorno
dell’Universo è che esso non ha contorno (o confine). L’Universo
sarebbe quindi completamente autonomo e non risentirebbe di alcuna influenza
dall’esterno. Di esso si potrebbe dire solo che è..."
Last Updated: Marzo-13-1998
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