mercoledì 13 marzo 2013

Big Bang

Gli scienziati, si sa, studiano l'universo e provano a capire com'è fatto elaborando teorie e facendo misure ed esperimenti. La teoria che prova a spiegare la storia dell'universo dal suo inizio è la teoria del Big Bang.
Ora non voglio entrare nei dettagli di questa teoria ma piuttosto parlare di due questioni principali a volte male interpretate da molti.
La prima questione è il "bang". Va bene, diciamolo pure subito: non c'è stato nessun bang. Voglio dire con ciò che il Big Bang non è stata un'esplosione. La maniera più semplice per capire questa cosa è mettersi bene in testa, una volta per tutte, che con Big Bang i fisici intendono l'inizio dello spazio e del tempo. Prima del Big Bang i concetti di spazio e tempo come li conosciamo oggi non esistevano. Dunque, qualunque cosa sia avvenuta durante il Big Bang, di sicuro non si è trattato di un'esplosione dato che un'esplosione (o almeno l'idea di esplosione a cui pensiamo tutti quando si parla di Big Bang) necessita di uno spazio in cui propagarsi. Spazio che, prima del Big Bang, non esisteva. Quindi niente botto, mi dispiace.
Infatti la teoria del Big Bang è una teoria che descrive un universo in espansione, in cui la distanza tra gli oggetti aumenta nel tempo all'inizio e poi, a seconda di quanta roba c'è nell'universo si possono avere svariati modelli in grado di descrivere l'andamento delle cose.

Detto questo, potete capire benissimo che il modo migliore di definire il Big Bang è un'espansione dello spazio e non un'esplosione nello spazio.

Perciò quando e se vi capita di vedere in televisione uno di quei filmati divulgativi in cui il Big Bang viene rappresentato con un'esplosione con tanto di rumore del botto, ebbene ora sapete che dovrete essere un po' più scettici.
La seconda questione è molto, parecchio più delicata. E riguarda il cos'è il Big Bang. Per ora quello che sappiamo è che si tratta di una singolarità fisica prevista dalle equazioni della Relatività Generale quando esse sono applicate al tentativo di descrivere l'universo e la sua storia. Singolarità in fisica è una parola che crea parecchi grattacapi ai fisici. In particolare nel caso del Big Bang si ottiene qualcosa con densità infinita e in cui, come abbiamo già detto, i concetti di spazio-tempo come siamo abituati a pensarli perdono di significato. Dunque questo è un bel problema.
Il periodo di tempo che intercorre tra la singolarità e l'istante in cui le teorie attuali cominciano a funzionare è chiamato tempo di Planck ed è qualcosa di davvero infinitesimo, del tipo circa un dieci milioni di miliardi di miliardi di miliardesimo di secondi! Per ora ci dobbiamo accontentare, poi magari un giorno si riuscirà a comprendere cosa è accaduto in questo brevissimo istante, chissà.

Lo so che avevo detto solo due questioni, ma permettetemi di aggiungerne una. Molti fanno questa domanda quando incontrano un astrofisico: cosa c'era prima del Big Bang?
Probabilmente questa domanda è posta per curiosità o per mettere in difficoltà l'astrofisico o a volte (ed è questo il caso più grave) per far finire il discorso su binari religiosi che non hanno nulla a che fare con la scienza. Infatti la scienza si basa sul metodo scientifico ideato da Galileo Galilei.
Per chi non lo sapesse, anche se immagino che voi lo sappiate già, l'idea centrale del metodo scientifico è l'esperimento. Ovvero, possiamo fare tutte le teorie che ci pare, anche bellissime quanto bruttissime ma l'unico giudice insindacabile della scienza è l'esperimento che può rigettare la nostra ipotesi oppure no. Se la rigetta allora ci vuole una nuova teoria. Se invece non la rigetta allora ciò non vuol dire che la nostra teoria è esatta. Vuol dire piuttosto che la nostra teoria non è sbagliata; infatti magari è stata solo una coincidenza che il nostro esperimento sia stato in accordo con la teoria. Per questo bisogna fare tanti esperimenti (o comunque una serie statisticamente valida di misure). Tuttavia non potremmo mai dire che la nostra teoria è giusta anche se facessimo lo stesso esperimento tutti i giorni!
Comunque, tornando al Big Bang, siccome prima di esso lo spazio e il tempo in cui viviamo non esistevano, allora qualunque cosa ci sia stata prima del Big Bang non può essere verificata sperimentalmente da noi, la cui storia inizia al momento del Big Bang.

Per ora ci fermiamo qua. Prossimamente magari parleremo delle prove a sostegno della teoria del Big Bang e anche dei problemi che la incalzano. Per il momento ricordiamoci che non c'è stato nessun botto.