L'universo in una scatola. Una nuova storia del cosmo
di Andrew Pontzen
Adelphi, febbraio 2024
Traduzione di Franco Ligabue
pp. 282
€26 (cartaceo)
€18,99 (e-book)
Cos’hanno in comune il meteo del prossimo week-end e la collisione tra la Via Lattea e la galassia Andromeda, prevista tra cinque miliardi di anni? Non molto, sembrerebbe: il primo fenomeno riguarda solo noi umani, abitanti del pianeta Terra in un suo angolo piuttosto che un altro, e magari i nostri progetti rovinati di organizzare una gita fuori porta in una domenica piovosa; il secondo, invece, la fusione di migliaia di corpi celesti, tra pianeti, stelle, buchi neri e molto altro, che determinerà la fine della galassia che ci ha dato i natali, almeno per come la conosciamo.
Eppure, una cosa fondamentale in comune c’è: entrambi i fenomeni sono stati previsti – e dunque in un certo senso osservati in anteprima, supposti con gradi diversi di certezza – grazie a simulazioni meteorologiche e cosmologiche.
Andrew Pontzen, ne L’universo in una scatola. Una nuova storia del cosmo (Adelphi), ci introduce in questo mondo incredibilmente affascinante, che si è fatto strada negli studi di astrofisica con non poca fatica a causa della reticenza di molti. I risultati ottenuti nel corso degli ultimi decenni, tuttavia, sono straordinari.
Il punto fondamentale della scienza non è tanto possedere la verità, quanto piuttosto riuscire a dare spiegazioni che si possano mettere alla prova. (p. 115)L’universo non cambia molto nell’arco di una vita umana, ciò che sappiamo dell’universo invece sì. Per questo motivo i cosmologi tipicamente non prevedono ciò che accadrà in futuro, ma ciò che vedranno in futuro. L’energia oscura ha cominciato ad agire miliardi di anni fa, ma fino al 1998 non sapevamo che l’espansione dell’universo sta accelerando; le simulazioni del 1990 avevano fatto una previsione in questo senso. (pp. 87-88)
Cosmologo e professore all’University College di Londra, Pontzen in questo libro si rivolge a tutti, a chi conosce già il campo e a chi non ha neppure un’infarinatura, e riesce nell’intento di creare un testo interessante anche per chi è digiuno di materia astronomica. Il saggio è strutturato in sette capitoli, che toccano temi come meteo e clima, materia ed energia oscura, galassie, buchi neri, meccanica quantistica, ragnatele cosmiche e molto altro.
L’approccio è in parte diacronico, perché l’autore dedica buona parte della sua narrazione alla storia della cosmologia e ai passi fatti verso una migliore comprensione dell’universo: da Galileo alla relatività di Einstein, dall’individuazione di Urano per prove indirette, prima di poterlo osservare al telescopio, alla dimostrazione del fatto che la materia oscura «crei a poco a poco, nel corso di miliardi di anni, una ragnatela di materia» (p. 82). Responsabili di questa scoperta rivoluzionaria furono quattro scienziati, Davis, White, Frenk e Efstathiou, che riuscirono a ricostruire «questo universo in una scatola» (p. 82). Ha dell’incredibile infatti osservare come un infinito in espansione accelerata, quale il nostro universo, sia stato raffigurato nella scatola limitata dello schermo di un computer, grazie a “scorciatoie” matematiche.
Gli anni Settanta resero accessibili le simulazioni informatiche, e queste negli anni Ottanta avrebbero esteso le prove dell'esistenza della materia oscura dalla scala delle singole galassie a quella dell'intero universo. È solo comprendendo le simulazioni che si può cominciare a capire la vera forza del concetto di materia oscura. (p. 72)
Pontzen spiega che forse per noi sarebbe più intuitivo pensare che le simulazioni siano sempre rivolte al futuro, per prevedere quale sarà il destino del cosmo, ma in realtà molto più spesso gli scienziati se ne servono per capire fenomeni che non possono osservare direttamente, o perché avvenuti in passato, o perché invisibili. Infatti, «oggi qualunque cosa tenda a far espandere l’universo viene chiamata “energia oscura”, in contrapposizione alla “materia oscura” che fa invece condensare le galassie» (p. 86), ricorda Pontzen, specificando tuttavia che entrambi sono elementi per definizione invisibili, non osservabili se non tramite i loro effetti sui corpi galattici.
Ecco dunque l’utilità fondamentale delle simulazioni: si tratta di ricreare vari modelli cosmologici cambiando di volta in volta qualche variante (pressione, gravità, densità, tipi di gas coinvolti…) per poi confrontare gli esiti con la realtà osservabile e vedere con quale combinazione di caratteristiche presenta maggiori corrispondenze. Ritracciando le tappe delle scoperte scientifiche che hanno portato prima alla proposta di adozione e poi alla piena approvazione delle simulazioni (la prima, molto prima dei computer, utilizzava una stanza piena di lampadine per ricreare il ciclo vitale delle stelle), Pontzen considera tutte le obiezioni sollevate, e le argomenta e le confuta con abbondanza di dettagli e approfondimenti. Qua e là attinge anche alla sua esperienza personale: dagli studi universitari all’incontro con alcuni luminari del campo, in un periodo di grandi effervescenze nella cosmologia:
All’epoca in cui io sedevo sui banchi dell’università, all’inizio degli anni Duemila, nella comunità degli esperti vigeva una sorta di scisma. […] Le nuove simulazioni avrebbero dovuto far migliorare le cose; gli articoli dell’epoca invece parlavano di «crisi cosmica» […] Un esperto di galassie dichiarò alla rivista «New Scientist» che era tempo di rigettare tutte le basi della cosmologia, e rincominciare da zero. (p. 111)
Se le tematiche legate all’universo vi affascinano, se da piccoli volevate fare gli astronauti o anche solo se volete impressionare i vostri amici parlando di dark energy, L’universo in una scatola è il libro da recuperare al più presto.
Michela La Grotteria
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