L'Universo e l'origine della vita

Il Big Bang

Alberto Cappi

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L'universo e la vita: caso o necessità?

Dal punto di vista storico, la visione del rapporto tra uomo e cosmo ha subito tre importanti rivoluzioni. Nel XVI secolo, in seguito alla rivoluzione copernicana, l'umanità ha perso la sua posizione privilegiata al centro dell'universo. Nel XIX secolo, la teoria di Darwin ha mostrato che la specie umana è il risultato di un processo evolutivo non finalizzato; le diverse e complesse forme di vita, il cui adattamento all'ambiente era visto un tempo come il risultato della Divina Provvidenza, si sono in realtà esse stesse adattate all'ambiente circostante. Infine, la cosmologia del XX secolo ha compiuto la terza rivoluzione, con la scoperta che l' universo stesso non è immutabile, ma è in evoluzione.

La presenza della vita sulla Terra — e ancor più di una civiltà tecnologicamente avanzata — ci appare dunque un evento casuale e contingente, anche se si è probabilmente verificato altrove nell'universo. Questa considerazione ci conduce però ad una revisione del principio copernicano. La nostra esistenza richiede infatti condizioni assai speciali (ad esempio, non tutte le stelle hanno dei pianeti, e non tutte quelle con un sistema planetario hanno pianeti come la Terra). Appare dunque ragionevole affermare che i valori di tutte le quantità fisiche e cosmologiche non sono ugualmente probabili, ma sono vincolati dal fatto che devono esistere luoghi in cui la vita basata sul carbonio ha potuto evolvere, e che l'universo deve essere abbastanza vecchio da averne consentito l'evoluzione: questo è l'enunciato del cosiddetto principio antropico debole.

Più controversa è senz'altro la formulazione forte del principio antropico: essa afferma che l'universo deve avere quelle proprietà che consentono lo sviluppo della vita intelligente in qualche momento della sua storia. Questo principio nasce dalla constatazione che non solo le costanti fondamentali hanno valori particolari, non deducibili da alcuna teoria fisica attuale, ma anche che quei valori appaiono critici: se fossero diversi, seppur di poco, non si determinerebbero più le condizioni necessarie alla nascita della vita.

figura6
Figura 6: Questa figura mostra che variando anche di poco l'intensitÓ della forza elettromagnetica (sulle ascisse) e della forza elettromagnetica (sulle ordinate), le proprietÓ dell'universo cambiano drasticamente, e che solo in una ristretta zona del grafico i valori permettono l'esistenza della vita; in quella zona Ŕ indicato il punto corrispondente ai valori misurati (da M. Tegmark, Annals of Physics, 1998, vol. 270, pp. 1-51.

La figura 6 mostra ad esempio che cosa succederebbe se si variasse l'intensità dell'interazione elettromagnetica e di quella forte. Perché, dunque, di tutti i valori immaginabili, le costanti fondamentali hanno assunto proprio quelli che permettono lo sviluppo della vita e dell'intelligenza? Un'ipotesi attualmente di moda fra i cosmologi è che esista un insieme di universi dove le costanti fisiche assumono effettivamente valori diversi. Questa ipotesi si può inserire in uno scenario inflazionario, nel quale il nostro universo è soltanto una "bolla" fra tante altre. Il nostro sarebbe semplicemente uno fra gli universi possibili, magari rarissimo, ma con le caratteristiche necessarie per la nostra esistenza: naturalmente, gli universi che non hanno quelle caratteristiche non potranno mai essere osservati da nessuno.

Un tale dibattito si colloca evidentemente ai confini (spesso anche al di là) della scienza. L'obiettivo di una spiegazione ultima dell'universo, nella sua totalità, attraverso la formulazione di una Teoria del Tutto, che rappresenta ormai il Sacro Graal della fisica, è un obiettivo ancora lontano, se mai raggiungibile. La storia induce ad un atteggiamento umile e prudente. Dopotutto, fino al XVI secolo si pensava che l'universo fosse racchiuso entro la sfera delle stelle fisse e la sfera delle stelle fisse è andata in frantumi. Fino agli inizi del XX secolo si riteneva che la Via Lattea rappresentasse l'intero universo stellare e invece sono state scoperte altre galassie (e non a caso furono inizialmente chiamate universi-isola). Ora si considera la possibilità che ciò che chiamiamo universo non sia davvero l'Universo, inteso come totalità di ciò che esiste, obbligandoci a coniare neologismi quale quello di "Multiverso". Senza contare che la nostra descrizione fisica dell'universo non include la nostra coscienza, ma allora il discorso ci porterebbe troppo lontano.

Che l'universo osservabile sia in espansione e che fosse nel passato in uno stato ad alta densità e temperatura, più di 10 miliardi di anni fa, appare un dato incontrovertibile e rappresenta una grande scoperta della scienza del XX secolo. Ma davvero l'Universo ha avuto un'origine? Ha ancora un senso la nozione di tempo nell'universo primordiale? La cosmologia è destinata a compiere grandi progressi nel XXI secolo: sono entrati in funzione da pochi anni grandi telescopi a Terra con specchi fino a 10 metri di diametro e sono già in fase di studio nuovi telescopi fino a 100 metri di diametro, mentre sarà lanciato un nuovo telescopio spaziale di 8 metri. La fisica teorica ci riserva senz'altro nuove straordinarie sorprese riguardanti il mondo microscopico e l'universo primordiale. Nonostante ciò, appare improbabile che si riesca a levare definitivamente il velo che nasconde alla nostra comprensione l'origine ultima dell'Universo, ma forse, come nel caso del Sacro Graal, ciò che importa non è tanto arrivare alla meta, quanto ciò che si apprende cercando di raggiungerla.



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