CoSmoLoGia vs CoSmoGoNia.

In accordo con wikipedia, la cosmologia è la scienza che indaga l'universo "nel suo insieme", cercando di spiegarne l'origine e l'evoluzione. E' la parola "scienza" in questa definizione a giustificare la presenza di un corso di cosmologia nel mio piano di studio. Ma si tratta davvero di una scienza?

Cosmologia è una parola di origine greca, che unisce la parola Kòsmos, "ordine", e la parola Logos, "discorso", ma nel corso della storia è andata a denotare idee e concezioni completamente differenti, che sfociano in miti, religioni e infine nella filosofia. Nei libri o su internet si trovano dei percorsi che rintracciano l'evoluzione che le diverse teorie cosmologiche hanno avuto nel tempo, fino a trovare una crisi (prima con la rivoluzione copernicana, poi nel paradosso di olbers ecc), che ha deviato la cosmologia dal binario della mera speculazione intellettuale e l'ha portata nell'accogliente bacino della scienza. Cosa straordinaria! Perché l'idea di poter applicare il metodo scientifico - il criterio oggettivo dell'esperimento - per rispondere alle domande fondamentali della vita è davvero una promessa miracolosa.

Il primo uomo che ha sollevato lo sguardo verso il cielo stellato e il cosmologo di oggi vogliono rispondere entrambi alla stessa domanda: chi siamo? da dove veniamo?

Ma la scienza può davvero arrivare a tanto? Possiamo tracciare un limite netto e distinto tra l'ambizione dello scienziato e il desiderio comune alla condizione umana?

A questa domanda sento di poter dire di sì ( e non è un caso che studio astrofisica), ma bisogna porre dei caveat.

La cosmologia, intesa come disciplina scientifica, si basa su questo:

l'immagine a microonde del fondo di radiazione cosmica ( CMB) preso dalla Nasa/WMAP, ovvero su un ben preciso dato sperimentale, e su un principio di modestia, secondo il quale l'universo non si mostra a noi in maniera differente rispetto ad ipotetici osservatori collocati altrove.

Se assumiamo questo principio - semplice assicurazione che l'universo non complotti appositamente contro di noi - questa straordinaria immagine scattata qualche anno fa ci dice che la cosmologia è davvero una scienza. Mettere un rivelatore a microonde in orbita intorno alla Terra per misurare la radiazione che proviene dall'universo primordiale è "l'esperimento".

L'esperimento è il confronto finale del modello.

Ma qual è il modello proposto dalla cosmologia moderna?

Uno scienziato, tipicamente, spera di realizzare una teoria in grado di autosostenersi. Questo requisito è così fondamentale per un modello scientifico che, in pratica, non è mai stato soddisfatto. Perfino la teoria newtoniana, che sembrava. fino a un paio di secoli fa, predire perfettamente tutti i fenomeni fisici osservabili, chiama in causa un deus ex machina, il sistema di riferimento inerziale. Questo problema era così grave che Einstein non riusciva a dormirci la notte, e ha speso trent'anni della sua vita per scrivere quel capolavoro del pensiero umano che è la teoria della relatività generale.

Un giovane fisico che si trova, al terzo anno di università, a studiare la relatività generale non può che innamorarsene, perchè la sua ansia di completezza e di autoconsistenza sembra finalmente appagata ( o almeno in misura ben maggiore rispetto alla fisica classica).

Ma qui non si tratta solo di chiacchiere, non stiamo facendo filosofia. La teoria della relatività generale permette il funzionamento del gps, il calcolo della precessione delle orbite dei pianeti con una precisione da capogiro e tutta una serie di altri eventi per i quali la meccanica classica falliva miseramente.

Questo non significa che la teoria della relatività generale sia l'ultima, che sia vera. Il metodo scientifico non aspira alla scoperta della verità, piuttosto vuole ottenere un modello quanto più generale possibile che gli permetta di spiegare i fenomeni osservati e di fare previsioni. Fin tanto che la teoria è in grado di soddisfare questi requisiti resta valida.

La cosmologia usa la teoria della relatività generale per fare previsioni dell'universo "nel suo insieme", approssimato a un fluido ideale omogeneo ed isotropo. Questo è il suo starting point.

Dopo di che finisce con l'incapparsi in una serie di gravissime problematiche, tant'è che è indispensabile ricorrere a un fenomeno detto inflazione. L'inflazione, causata da un potenziale scalare ( e di potenziali scalari se ne ipotizzano tanti ma nemmeno uno è stato trovato - restiamo in attesa della scoperta del bosono di higgs), risolve una serie di complicazioni e sembra addirittura in grado di predire esattammente la quantità di elio che si osserva oggi nell'universo (ma che sappiamo misurare con estrema difficoltà). D'altra parte restano dei problemi molto seri, come la necessità di introdurre un'energia del vuoto (la famosa costante cosmologica) sulla cui natura non si ha la benché minima idea, o, per andare ancora più terra terra, il fatto che metà della massa prevista non si trovi !

Personalmente, anche l'idea di un "inizio", del Big Bang, mi disturba alquanto, e preferisco fare l'occhiolino alle teorie stringhiste per le quali, in fin dei conti, quello che è successo prima dell'inflazione non ha poi molta importanza.

Insomma, la cosmologia parte davvero da un punto di vista scientifico, ma mi sembra che per strada rischi di sfociare in un vero e proprio racconto mitico dell'origine, con tanto di divinità cacciate fuori dal cilindro.

Ecco perché non amo particolarmente la cosmologia ...

eppure, man mano che procedo, non posso fare a meno di sentire l'eccitamento.

La voglia di capire dov'è il bandolo della matassa.

Finché non saremo in grado di dare una sbirciata al fondo stocastico di onde gravitazionali, l'unico indizio possibile è segretamente conservato nel cuore delle galassie.