Vagando in prossimità delle stringhe
recensione di Petra Scudo
dal numero di giugno 2016
Christophe Galfard
L’UNIVERSO A PORTATA DI MANO
In viaggio attraverso la fisica dello spazio e del tempo
ed. orig. 2015, trad. dall’inglese di inglese di Giuliana Olivero
pp.304, € 29
Bollati Boringhieri, Torino 2016
A chi abbia studiato fisica “sui banchi di scuola”, l’universo e le sue leggi spesso appaiono come una successione interminabile di scatole, prima disgiunte, poi intersecanti, infine convergenti in un punto di fuga, sfumato e indefinito, a cui si giunge attraverso un faticoso percorso, di leggi, equazioni, dati sperimentali da interpretare.
Nella prefazione a L’Universo a portata di mano, Christophe Galfard fa due promesse: la prima, che nel libro verrà utilizzata una sola equazione, E=mc2; la seconda, che nessun lettore verrà lasciato indietro. Non solo Galfard riesce a mantenerle entrambe, ma riesce anche a trascinare i lettori che hanno vissuto il mondo della fisica come una successione interminabile di scatole in un volo libero nell’immensità del cosmo, attraverso lo spazio e il tempo, senza pregiudizi né limitazioni, fino ai confini della conoscenza.
Ci ricorda Ulisse, nella descrizione dell’Inferno di Dante, inghiottito dal mare per aver varcato le Colonne d’Ercole sfidando i limiti della conoscenza imposti dagli dei. E non manca nel libro il riferimento ad un dio, all’uomo-dio che si sente tale nel momento supremo della conoscenza, quando al termine del suo viaggio cosmico vengono svelati tutti i segreti dell’universo: la gravità, la materia, l’energia; il passato, il presente e il futuro.
Un viaggio cosmico
Christophe Galfard, giovane, erudito, allievo del celebre matematico e cosmologo Stephen Hawking, ci trasporta con la mente in un viaggio cosmico: dal sistema solare, alla Via Lattea, ai confini dell’universo visibile, al mondo microscopico delle particelle elementari, fino a raggiungere l’orizzonte di un buco nero. Per poi riemergere e contemplare l’universo dal di fuori, vedendolo come un tutto, e vagando in prossimità delle stringhe che collegano il nostro ad infiniti altri universi, in un mondo a dieci dimensioni.
Il libro è suddiviso in sette capitoli, legati tra loro da intermezzi letterari, spezzoni della vita di tutti i giorni che rendono la prosa un ibrido, non sempre riuscito, tra saggio scientifico e copione cinematografico. Una successione di quadri tratti dalla vita reale: noi distesi sulla spiaggia di una remota isola vulcanica che osserviamo le stelle, una prozia che ci regala vasi di cristallo, un viaggio in aereo, i nostri amici che ci offrono un drink sulla spiaggia, noi sul divano con una tazza di caffè.
Ci svegliamo dal sogno: la nostra mente ha viaggiato, in un connubio yogi con il corpo, attraverso gli universi della teoria delle stringhe, indietro nel tempo fino al Big Bang, percorrendo 13.8 miliardi di anni luce.
Il viaggio inizia con la contemplazione di uno spettacolo struggente ma affascinante: la scomparsa del nostro mondo causata dalla morte del sole. Il racconto prende spunto da questo evento catastrofico per illustrare i concetti di tempo, spazio, eternità. Per parlare di fusione nucleare, il processo che dà vita alle stelle, generando luce e calore per mezzo dell’equazione E=mc2. Ci spiega come dagli atomi primordiali, di idrogeno ed elio, si generino quelli più pesanti, fino a creare tutti gli elementi della tavola periodica. In questo viaggio la nostra galassia appare un piccolo punto in un immenso oceano di altre galassie, ognuna contenenti centinaia di miliardi di stelle, pianeti e forse altri mondi. Altre vite. Raggiungiamo il limite luminoso del nostro cosmo, la superficie dell’ultima diffusione: il muro che separa l’universo opaco da quello trasparente, creatosi 380.000 anni dopo il Big Bang quando protoni ed elettroni si sono uniti a formare i primi atomi. I fotoni che hanno varcato allora il muro dell’ultima diffusione hanno lasciato un segno indelebile, uniforme nel cielo: la radiazione cosmica di fondo a microonde.
Le grandi scoperte della fisica del XX secolo
Il libro ci accompagna attraverso il viaggio storico delle grandi scoperte della fisica del XX secolo, attraverso una successione di Premi Nobel, da Albert Einstein, a Max Planck, a Richard Feynman, a Sheldon Glashow, Abdus Salam e Steven Weinberg, per citarne alcuni.
Veniamo introdotti ai principi cosmologici, alle teorie della relatività ristretta e generale, con esempi classici come il noto paradosso dei gemelli o più attuali come il funzionamento del GPS.
Nel quarto capitolo, il nostro viaggio esplora l’infinitamente piccolo: un io rimpicciolito, ridotto alle dimensioni di un atomo, si tuffa alla scoperta delle leggi che regolano il comportamento delle particelle elementari. Un mondo nel quale la nostra intuizione e il nostro buon senso crollano inesorabilmente di fronte alla possibilità di vivere diverse vite simultaneamente, di percorrere simultaneamente strade diverse, di varcare con un balzo insormontabili muri energetici.
Un mondo in cui le particelle elementari, i mattoni costituenti del tutto, danno vita ai campi di forza che regolano il comportamento dei diversi fenomeni della Natura: il campo elettromagnetico, mediato dai fotoni, il campo nucleare forte, mediato dai gluoni, il campo debole dei fenomeni di decadimento radioattivo, mediato dai bosoni W e Z.
Si parla del vuoto, che in fisica non è il nulla, ma piuttosto “uno straordinario spettacolo di fuochi d’artificio che va in scena dovunque, senza lasciare nessuno spazio libero” e dell’unificazione del campo elettromagnetico con quello debole avvenuta agli albori dell’universo.
All’appello mancano solo il campo gravitazionale e la sua relativa particella mediatrice, il “gravitone”. Il problema della “rinormalizzazione” degli infiniti della teoria quantistica dei campi non si può risolvere quando si passa ad una teoria quantistica della gravità. Da qui la necessità, nell’ultimo capitolo, di esplorare strade nuove. Strade che emergono quando le densità infinite di una singolarità si confrontano con le scale quantistiche.
Il libro porta un messaggio di speranza: esiste una sorta di eternità e di ciclicità nell’Universo e nei suoi abitanti: le particelle di materia nascono, migrano, si trasformano, annegano nel vuoto ma riemergono dal vuoto, passano dalle stelle a noi, e da noi alle stelle. Mentre le immagini di sistemi macroscopici, come quelle dei nostri cari, divengono “una successione di immagini che si muovono attraverso lo spazio e il tempo. Tutta la luce e le altre particelle prive di massa che un tempo rimbalzavano dai loro corpi, hanno creato un ricordo della loro esistenza, un guscio che alla velocità della luce si diffonde dalla Terra verso un lontanissimo ignoto, piccole increspature sui campi invisibili, ma ubiqui”.
Assieme a questa immortalità delle parti, esiste anche un’immortalità dell’universo nella sua interezza. Nell’ultimo capitolo si esplora un universo senza confini, secondo la teoria di Hartle-Hawking, un universo caratterizzato da un’eterna inflazione: “infiniti universi sono nati, stanno nascendo e nasceranno, da sempre e per sempre”. Il nostro è soltanto uno di questi.
Dalla metafisica alla fantascienza, con una prosa discontinua, intermittente, cinematografica, il viaggio di Galfard sembra non avere mai fine. È un viaggio sospeso sull’impalcatura della scienza, in una tensione costante verso la scoperta della realtà.
pscudo@gmail.com
P Scudo è fisico teorico