INTERVISTA A MARGHERITA HACK di Franca Maffei Trieste, maggio 2012 Quali sono i primi infinitesimali momenti dell universo che oggi siamo in grado di vedere? Noi, oggi, possiamo osservare com era l universo in passato grazie a quella macchina del tempo che è la velocità della luce. Tutte le informazioni ce le portano la luce e le altre radiazioni elettromagnetiche: onde radio, gamma, x, che viaggiano a 300.000 Km al secondo. Quando per esempio guardiamo - cioè osserviamo, adesso - una galassia distante 2 milioni di anni luce, la vediamo com era 2 milioni di anni fa. La più lontana che s è potuta osservare si trova a 13 miliardi di anni luce e quindi noi possiamo vedere - proprio adesso - l universo com era 13 miliardi di anni fa! Ma si può andare anche oltre. Da quando è stata scoperta la radiazione fossile, si riesce a risalire fino a quasi 14 miliardi di anni fa, a vedere e fotografare com era l universo allora. Per la precisione si riesce a vedere fino a 400.000 anni dopo il Big Bang, che noi consideriamo convenzionalmente l inizio dell universo. O, se questo non fosse l inizio, sicuramente è stata una tappa fondamentale della sua evoluzione. Ma cos è la radiazione fossile? Per capirlo teniamo presente che noi, attualmente, siamo immersi come in un forno alla temperatura di 3 gradi assoluti, cioè 270, cioè 270 gradi sotto zero. Questo è ciò che resta delle enormi temperature che c erano nell universo iniziale. Quindi si risale fino a quasi 14 miliardi d anni fa a vedere l immagine dell universo che è stata fotografata varie volte. La radiazione fossile fu scoperta nel 65 e poi è stata osservata con mezzi sempre più raffinati: ci mostra com era l universo 400.000 anni dopo il Big Bang. Si vede che non ci sono ancora né le stelle né le galassie: c è del gas diffuso, ci sono delle zone più dense, delle zone meno dense da cui poi si aggregheranno, si formeranno le future galassie. Quindi noi vediamo direttamente, a ritroso, l evoluzione dell universo. Da oggi indietro fino a 400.000 anni dopo il Big Bang. Come in un film a ritroso? Esattamente. E sono passati 13 miliardi e 700 milioni di anni, quasi 14 miliardi insomma. Perché non si vede qualcosa anche prima dei 400.000 anni dopo il Big Bang? Che
cosa sappiamo di prima? Prima dei 400.000 anni dopo il Big Bang, sappiamo che l universo aveva altissime temperature e densità. Temperature di miliardi di miliardi di gradi, densità di miliardi di miliardi di volte la densità dell acqua. In quella situazione l unico stato possibile della materia era una zuppa di particelle elementari. Ma questo noi non possiamo vederlo direttamente, si arguisce che era così. Direttamente noi vediamo solo a partire dai 400.000 anni dopo quest inizio che è il Big Bang che poi non sappiamo se è l inizio! Si chiama inizio perché è l inizio da cui noi possiamo cominciare a osservare, senza poter vedere direttamente. Perché senza poter vedere direttamente? Perché dal Big Bang, che consideriamo convenzionalmente l istante 0, fino ai 400.000 anni successivi, la temperatura era troppo alta e il gas completamente ionizzato, cioè formato da particelle cariche che sono pari alla radiazione. Per capire immaginiamo i fotoni di luce come palline che si muovono freneticamente in questo gas urtando da una particella all altra, spostandosi a zig-zag senza poter proseguire. Quindi noi non possiamo vedere direttamente com era fatto l universo prima dei 400.000 anni, perché era un universo completamente opaco. Tuttavia, possiamo calcolare come son cambiate le condizioni fisiche in questa fetta di tempo impermeabile all osservazione diretta, come son cambiate le condizioni di densità. E da tutto questo possiamo risalire a indurre cosa è successo. Che cosa è successo? E successo che dalle particelle elementari di questa zuppa iniziale, si son formati protoni e neutroni, cioè le particelle che formano i nuclei degli atomi. Poi si sono avute le prime reazioni nucleari con trasformazioni di idrogeno in idrogeno pesante (deuterio), formazione di elio Poi quest universo, che si dilatava continuamente, è andato raffreddandosi e dopo 400.000 anni la temperatura è diventata abbastanza bassa perché il gas da ionizzato, cioè formato da particelle cariche, diventasse neutro: elettroni e protoni si sono combinati, elettroni negativi e protoni positivi si sono combinati a formare particelle neutre. Così il gas, divenuto neutro, è diventato trasparente alla radiazione. Per questa ragione la luce emessa dai 400.000 anni in poi arriva fino a noi. Per questo noi vediamo direttamente com era fatto l universo dopo i 400.000 anni dal Big Bang. Lo vediamo com era dopo 1 miliardo di anni, dopo 2 miliardi di anni ecc. Perché si è verificato il Big Bang? Cosa c era prima? Perché è successo non lo sappiamo. C era qualcosa prima? Non lo sappiamo. Può darsi che l universo sia cominciato col Big Bang, ma può darsi sia sempre esistito, sia infinito nel tempo e nello spazio. Può darsi che sia stata una fase attraversata dall universo che già c era sotto una forma diversa da quella che conosciamo Comunque sia, allo stato attuale della conoscenza, non sappiamo né perché sia successo, né se sia davvero l unico inizio. Quello che sappiamo di certo è che noi possiamo vedere direttamente, o arguire, com era fatto l universo a partire dal Big Bang e studiare la sua evoluzione. Con certezza possiamo dire che l universo è evolutivo, non è stazionario cambia
Dunque, allo stato attuale, a quali domande non è in grado di rispondere la scienza? La scienza ci permette di dire come è fatto l universo, come è evoluto, ma non perché c è l universo, perché è cominciato, se è cominciato, se c è un prima, se c è un fuori o se è infinito. Questo non lo sappiamo. Potrebbe esserci stato il vuoto prima? E che vuol dire il vuoto? Vuoto di spazio, di tempo, di materia Non si sa. Se non c era nulla, c era il vuoto. Ma non si sa. Può venire qualcosa dal vuoto? Questo non lo sappiamo. Forse questo è un argomento filosofico, o che sconfina dalla scienza in altro nella metafisica, nella filosofia. Affermazioni come Ex nihilo nihil o Nulla si crea e nulla si distrugge o l affermazione di Parmenide secondo cui semplicemente L essere è e non può non essere sembrano dire che l essere è eterno... E possibile che dal nulla venga qualcosa? Non sappiamo. Qualcuno dice Dio Si crede a Dio e si risolve tutto, si dice Dio e si dice tutto In questo caso, dire Dio potrebbe significare semplicemente affidare questa creazione a un Essere che è preesistito anche Lui, che è sempre stato? Appunto, è una spiegazione infantile secondo me. Siccome non si sa spiegare, si immagina ci siano il babbo e la mamma e quello risolve tutto. E la figura storica unica di Cristo? Cristo per me è una grandissima figura come uomo, una delle più grandi figure dell umanità che ha precorso di secoli il suo tempo, ma un uomo. Un genio come succede. Quindi, tornando a quello che sappiamo per certo, i primi segni infinitesimali di presenza dell universo quali sono? La radiazione fossile, cioè il fatto che l universo insieme a tutto ciò che esiste, è immerso in una radiazione superstite che oggi ha tre gradi assoluti, cioè 270 gradi centigradi, e questo è il residuo delle altissime temperature iniziali in uno spazio che era ed è in espansione.
Mi può dire cosa si intende per radiazione? La radiazione riguarda tutto lo spettro elettromagnetico. Anche la luce è radiazione elettromagnetica, la luce è una parte della radiazione. Lo spettro elettromagnetico va dai raggi x, ai raggi gamma, alla luce, alle onde radio. Sono tutte della stessa natura. L occhio è sensibile solo a una piccola parte Tutti i corpi emettono tutte le radiazioni anche noi? Certo, noi siamo corpi a 37 gradi centigradi, emettiamo radiazioni infrarosse Solo quelle? No, soltanto un massimo nell infrarosso. Tutti i corpi emettono tutte le radiazioni, però il massimo avviene a una lunghezza d onda tanto più breve quanto più alta è la temperatura. Quindi un corpo molto caldo emette soprattutto raggi gamma e raggi x. Raffreddandosi emette poi ultravioletto, luce, infrarosso, onde radio. Ora, com è stata scoperta questa radiazione fossile? E stata scoperta con micro onde, cioè onde radio di qualche centimetro. Perché? Perché nel corso degli anni - dei 14 miliardi di anni - dall altissime temperature iniziali quando emetteva soprattutto raggi gamma e raggi x, s è raffreddata fino a tre gradi assoluti, corrispondenti come s è detto a -270 gradi centigradi, e quindi emette soprattutto onde radio molto brevi. Se Dio esistesse ma si può negarlo del tutto? No, non si può dimostrare né che Dio c è, né che Dio non c è. C è chi ci crede e chi non ci crede. E un atto di fede sia crederci che non crederci. E se ci fosse, che fisionomia dargli? Che qualità? Dovrebbe aver creato tutto ciò che esiste sarebbe perciò al di fuori della nostra comprensione. Io non posso che immaginarlo come puro spirito. E un atto di fede sia credere in Dio che non credere. Poteva fare anche un universo con altre leggi? E certo. Non sappiamo se questo che chiamiamo universo è tutto ciò che esiste. Si può supporre anche ci possano essere altri universi che obbediscano a altre leggi fisiche. Non lo sappiamo, non possiamo saperlo. Noi possiamo studiare solo il nostro universo. E ci rendiamo conto però che il nostro universo sottostà a certe leggi che si ripetono e lo governano Certo, quelle leggi che abbiamo scoperto gradualmente, nel tempo, e che vediamo però applicate da miliardi di anni in tutto il nostro universo. Sono le forze fondamentali: la legge di gravità, l elettromagnetismo, l interazione forte e l interazione debole. L interazione forte spiega anche la bomba atomica, le reazioni nucleari; l interazione debole spiega la radioattività. Può darsi benissimo che esistano altri universi governati da altre leggi. Li possiamo immaginare, ma mai verificare.
Tra i fisici esistono credenti, non credenti, agnostici Come tra tutte le categorie. Ce ne sono tanti di credenti anche tra i fisici. Ho letto i suoi libri, li ho sottolineati cercando di capirli. Rileggendoli capirò qualcosa di più, perché sono guide intelleggibili anche per profani. Sono poche al mondo le persone che da una vita si occupano di astrofisica e insieme che si preoccupano di divulgare e far capire alla gente comune i risultati più aggiornati degli studi in una materia tanto impervia ed esclusiva...materia per pochi, diciamolo pure! Storicizzandoli anche, come spesso fa lei. Tutti siamo curiosi di sapere da dove viene questo nostro universo, come si è formato, se finirà prima o poi se ha bisogno della mano di un creatore per essere giustificato o potrebbe trovare in se stesso la ragione del proprio esistere. Anche grazie al suo contributo e alle sue parole chiare, ora abbiamo qualche certezza in più : sappiamo che a certe domande non saremo sicuramente mai in grado di rispondere. Anche questa è una certezza che ci induce a mettere nuovi concreti paletti al nostro bisogno di sapere. Lasci che la saluti con gratitudine, signora Hack, e che le dica con ammirazione quanto lei sia intelligente ed onestamente competente! Veramente a me non sembra di essere particolarmente intelligente