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Prima del Big Bang – un’inchiesta tra i cosmologi per conoscere la loro personale visione di ciò che poteva esserci prima dell’inizio del tempo

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Prima del Big Bang

Un famoso scienziato tenne una volta una conferenza pubblica su un argomento di astronomia. Egli parlò di come la Terra orbiti attorno al Sole e di come il Sole, a sua volta, compia un’ampia rivoluzione attorno al centro di un immenso aggregato di stelle noto come la nostra galassia. Al termine della conferenza, una piccola vecchia signora in fond o alla sala si alzò in piedi e disse: «Quel che lei ha raccontato sono tutte frottole. Il mondo, in realtà, è un disco piatto che poggia sul dorso di una gigantesca tartaruga». Lo scienziato si lasciò sfuggire un sorriso di superiorità prima di rispondere: «E su cosa poggia la tartaruga?» «Lei è molto intelligente, giovanotto» disse la vecchia signora. «Ma ogni tartaruga poggia su un’altra tartaruga!»
(Stephen Hawking, Dal big bang ai buchi neri)

La teoria cosmologica del Big Bang descrive l’evoluzione dell’universo come lo “stiramento” dello spazio-tempo a partire da una condizione di densità e di curvatura infinite. Secondo questa visione, 13 miliardi e 800 milioni di anni fa, l’intero tessuto spazio-temporale era concentrato in quello che matematicamente corrisponde a un singolo punto, che si è dilatato fino a raggiungere gradualmente le dimensioni attuali.

La nostra conoscenza di ciò che è successo dopo il Big Bang è maggiore di quanto si pensi: abbiamo un’idea abbastanza precisa, sebbene incerta e incompleta in alcuni punti, del perché il nostro universo appare proprio così come lo osserviamo. Ma la teoria del Big Bang non dice una parola su che cosa ci fosse “prima” (un “prima” rigorosamente virgolettato). Se il cosmo ha avuto un inizio, che cosa c’era prima di quell’inizio? E in definitiva, da che cosa è nato l’universo? Alzi la mano chi non se lo è mai chiesto, almeno una volta nella vita…

Qui si entra in un territorio decisamente spinoso: non solo mancano ora come ora le conoscenze per affrontare rigorosamente la questione, ma non c’è nemmeno consenso attorno all’idea che la domanda abbia davvero senso da un punto di vista scientifico. Molti cosmologi rifiutano nettamente la domanda, considerandola una pura speculazione. Il motivo è semplice: se è vero che il tempo, lo spazio e la materia sono davvero nati con il Big Bang, allora non esiste un “prima”. Sarebbe come chiedersi che cosa c’è più a Nord del polo Nord.

Ma il caso è tutt’altro che chiuso, e come vedremo non sarà affatto così semplice risolverlo. Se infatti non ha senso chiedersi che cosa ci fosse “prima” del tempo, siamo così sicuri che il tempo si sia originato proprio con il Big Bang? Secondo alcune teorie cosmologiche, alcune delle quali stanno riscotendo un certo seguito nella comunità scientifica, la storia potrebbe essere andata diversamente. In un contesto di questo tipo, la domanda sul “prima” avrebbe un senso e sarebbe degna di essere discussa (a patto, naturalmente, che le teorie sul “prima” siano in grado di produrre previsioni falsificabili). Non parliamo poi delle implicazioni filosofiche, metafisiche e persino religiose che potrebbe avere una scoperta in tal senso…

Qualcuno tenta di rispondere alla domanda affermando che quello che abbiamo sempre chiamato “universo” non è affatto tale, essendo soltanto un frammento infinitesimale di un sistema molto più vasto e complicato chiamato multiverso, che possiamo immaginare come un insieme di universi, cioè di regioni spazio-temporali distinte regolate da leggi fisiche a sé stanti. Una struttura, quella del multiverso, dove potrebbe essersi già ripetuto e ripetersi ancora quell’evento singolare che 13,8 miliardi di anni fa ha dato origine al nostro universo. Secondo altri non c’è un multiverso ma un singolo universo, la cui evoluzione però è ciclica e “torna” ripetutamente a una fase di singolarità, che noi chiamiamo appunto Big Bang.

Insomma, le sfumature sull’argomento sono infinite, e noi, ingolositi dalla possibilità di poter contattare velocemente le migliori menti del pianeta, abbiamo voluto mettere alla prova la pazienza di amici e colleghi affrontando il problema da un punto di vista più che altro intuitivo ed emozionale. In pratica, abbiamo posto a tutti la seguente domanda:

«Nella impossibilità di dare un significato fisico a concetti come “prima” e “nulla”, lei pensa di poter riuscire a comunicare ai lettori di Coelum la sua personale visione del problema? Ovvero il modo in cui la sua parte emozionale, più che quella logica, tenta di risolvere questo apparente paradosso? In definitiva, per dirla brutalmente: Che cos’è l’essere? Perché, invece del nulla, esiste qualcosa?».

Le risposte pubblicate (in ordine di arrivo) in questo numero sono di Sean M. Carroll, Amedeo Balbi, Michele Maggiore, Roger Penrose, Sabrina Masiero, Alberto Cappi, Angelo Tartaglia.

Seguiranno le altre nei prossimi numeri. I concetti più ostici citati nelle risposte saranno approfonditi in un articolo di chiusura in cui tenteremo anche di trarre delle conclusioni.

Buona lettura!

L'articolo completo è pubblicato su Coelum n.185 - 2014 alla pagina 18

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10 Commenti a “Prima del Big Bang – un’inchiesta tra i cosmologi per conoscere la loro personale visione di ciò che poteva esserci prima dell’inizio del tempo”

  1. A titolo di commento inserisco uno stralcio dal mio libro “Pensieri e pensierini”, pubblicato in self publishing sul sito “Ilmiolibro.it”, del Gruppo Editoriale L’Espresso.

    Omissis…. sarebbe opportuno riflettere sull’accezione del verbo “creare”, che significa “fare dal nulla”, mentre non è per niente certo che “prima” del Big Bang ci fosse il “nulla”.
    Infatti, se accettiamo, dall’evidenza delle osservazioni effettuate da Edwin Hubble, che c’era una singolarità, ovvero una enorme massa concentrata ad una densità elevatissima, dobbiamo accettare pure che prima del Big Bang c’era qualcosa di ben diverso dal “nulla”, concetto che forse potrebbe essere solo un prodotto della nostra cultura, un’idea in realtà totalmente priva di significato.
    E’ facile, per esempio, cadere nell’errore di identificare il nulla con il vuoto, che invece è una cosa ben diversa, già per il solo fatto di avere tre dimensioni. Non dimentichiamo inoltre che in esso avvengono le fluttuazioni quantistiche, che danno origine in continuazione a coppie di particelle virtuali, le quali nascono e si annichilano in un vero e proprio ribollire dello spazio.

    “Nulla” significa qualcosa di completamente diverso e al tempo stesso impossibile da descrivere e definire con espressioni e frasi positive.

    Nulla è assenza di tutto.
    Non può esserci materia e nemmeno energia, non può esistere lo spazio e neppure il tempo.
    Non può essere quantificato e non può esserci una matematica che tenti di farlo.
    Il nulla è indefinibile ed inimmaginabile.
    Forse il nulla è semplicemente un controsenso, un prodotto per l’appunto della nostra cultura e della nostra fantasia, per certi versi molto affascinante ma, al contempo, assolutamente privo di significato.
    Forse non ha nemmeno senso affermare che “il nulla non esiste”, in quanto ciò sarebbe una mera tautologia, essendo il nulla la non esistenza nella sua massima e più vasta accezione.

    Se “prima” del Big Bang c’era qualcosa di diverso dal nulla, ciò significa che al suo verificarsi non può esserci stata creazione, che l’Universo che vediamo esisteva già prima di quel remoto evento, sia pura in una forma completamente diversa sulla quale la scienza non è al momento in grado di indagare.
    Il Big Bang, quindi, fu l’inizio di un processo che ha prodotto qualcosa di immenso e meraviglioso che non finisce mai di stupirci, ma probabilmente non fu un inizio assoluto.

    Forse un inizio assoluto non c’è mai stato.

    Pietro La Rocca

  2. Vorrei provare a dire come la penso (anche se il mio pensiero, non essendo un cosmologo, forse non interessa a nessuno), premesso che quanto dice il sig. La Rocca mi trova abbastanza d’accordo, vorrei iniziare il mio pensiero proprio con la frase utilizzata da lui per terminare il suo…. Se “prima” del Big Bang c’era qualcosa di diverso dal nulla, ciò significa che al suo verificarsi non può esserci stata creazione, che l’Universo che vediamo esisteva già prima di quel remoto evento, sia pure in una forma completamente diversa sulla quale la scienza non è al momento in grado di indagare.
    Il Big Bang, quindi, fu l’inizio di un processo che ha prodotto qualcosa di immenso e meraviglioso che non finisce mai di stupirci, ma probabilmente non fu un inizio assoluto.
    In effetti il sig. La Rocca non ha dato una risposta alla domanda, che per comodità riporto…Se il cosmo ha avuto un inizio, che cosa c’era prima di quell’inizio? E in definitiva, da che cosa è nato l’universo?
    La risposta, per me, non può che essere questa: è indispensabile partire da Dio, cioè dall’essere che è sempre esistito e che sempre esisterà, in grado di trasformare una piccola parte di sè stesso nell’universo attuale, esattamente nei tempi e nei modi rilevati dalla scienza.

    • Intanto preciso subito che “il signor La Rocca”, preferisce essere chiamato “Pietro”, soprattutto quando l’interlocutore è un astrofilo, come il gentilissimo Alfonso Giglione. Inoltre ritengo che tutte le opinioni, anche quelle dei “non addetti ai lavori”, hanno un contenuto di interesse generale. Neanch’io sono un cosmologo professionista, ma ciò non mi impedisce di formulare i miei commenti.
      Caro Alfonso, è vero, non ho risposto alla domanda semplicemente perché non conosco la risposta, così come non la conosce nessuno, a causa della inesplorabilità della singolarità.
      Sotto questo aspetto, la soluzione dogmatica dell’origine divina risolve solo apparentemente la questione.
      Tre quesiti, al riguardo, si presentano ineludibili e, al contempo, irrisolvibili.
      In che modo Dio, entità indefinita ed immateriale, esercita in maniera tanto capillare il suo potere, illimitato ed assoluto, su entità fisiche come la materia e l’energia?
      Perché il Cosmo necessita di un creatore, ma il creatore no?
      Perché il Cosmo non può essere considerato la “Massima Entità Ontologica”, autonoma ed autosufficiente, e si assume invece che abbia bisogno di un creatore?
      Fra le tre domande, è forse l’ultima che meglio sintetizza e racchiude in sé la “questione ontologica”, la questione sull’essere, nella sua più ampia e completa accezione, che paradossalmente, all’insegna dell’incompletezza e della tautologia, si esaurisce nella biblica frase “Io sono colui che sono”.
      Una tautologia che, proprio perché tale, non è risolutiva di alcunché.
      Tutto ciò non esclude che l’argomento possa essere approfondito attraverso la formulazione di teorie cosmologiche, purché non si pretenda di trovare risposte certe dimostrabili sperimentalmente, ma accettando che tutte le teorie siano assoggettabili al principio di falsificazione.
      Se vorrai quindi proseguire con ulteriori approfondimenti, sarò felice di continuare il nostro scambio di opinioni.
      Pietro La Rocca

  3. Ciao Pietro,
    proverò a rispondere alle tue tre domande.
    parto dalla seconda e dalla terza alle quali si può replicare con un unica considerazione:
    Se il cosmo non necessitasse di un creatore, quindi se fosse la “Massima Entità Ontologica”, autonoma ed autosufficiente, di fatto sarebbe Dio.
    Se non ho frainteso, tu pensi (o meglio, le tue sono solo domande, non dici che sono il tuo pensiero, sono io che ritengo sia un tuo pensiero, perché altrimenti se non lo fosse, ancora non avresti risposto alla domanda iniziale posta dall’articolo) che il cosmo sia sempre esistito e sempre esisterà, ma questo è il concetto che i credenti hanno di Dio. Tu lo chiami cosmo e i credenti lo chiamano Dio.
    L’unica differenza è che i credenti pensano che Dio ha creato il cosmo come parte di sé stesso ma differente da sè stesso, tu invece pensi che Dio (cosmo) non ha creato niente perché già esistente.
    Se fosse vero che Dio (cosmo) non ha creato niente, perché già esistente, questo confermerebbe la teoria dell’universo stazionario smentita dai fautori della teoria del big bang.
    Quello che io penso, è invece coerente con la teoria più accreditata dagli scienziati cioè quella del big bang, cioè, 13,5 miliardi di anni fa, Dio ha trasformato una parte di sé stesso nel cosmo.
    Ora provo a rispondere alla prima domanda:
    Dio è energia pensante infinita, come tale è in grado di trasformare una parte di sé stesso in massa (Einstein ha intuito che c’è la possibilità di trasformazione della energia nella materia e viceversa, proponendo la sua famosa equazione E=MC2 dove E=energia, M=massa, C2 è la velocità della luce al quadrato), 13,5 miliardi di anni fa ha deciso di dare inizio a questo processo di trasformazione che è tuttora in corso (le modalità, le tempistiche e tutte le altre conseguenze di questa decisione sono esattamente quelle che sono sotto i nostri occhi).
    Tra l’altro, e concludo, gli scienziati affermano che il cosmo, così com’è non starebbe in equilibrio sostenibile se non si ammettesse l’esistenza di una quantità enorme (molto più grande di tutta la materia e energia misurabili presenti nell’intero universo) di energia della quale non sono in grado di stabilire la provenienza e la dislocazione, chiamata pertanto “energia oscura”, ritengo ovvio scrivere quale sia secondo me la natura di questa energia.
    Purtroppo, ritengo che tale discussione non sia possibile continuarla perché stiamo usufruendo di un sito dedicato alla astronomia trasformandolo in un forum in maniera impropria.
    Comunque è stato un piacere confrontarmi con te.

  4. Mi rammarico molto che, a causa di un ritardo di “Coelum” nel giungere in edicola, non ho potuto ancora leggere le interviste ed in particolare le risposte di Sabrina Masiero, che ho tanto apprezzato quando frequentavo “Facebook” e della quale sono stato uno dei contatti, e di Sean Carrol di cui apprezzo la teoria dei campi inflattivi formulata nel 2004 dallo stesso e da Jennifer Chen.
    Secondo tale teoria il Big Bang non sarebbe un evento eccezionale, bensì un fenomeno normale e ricorrente, che si verificherebbe in una sorta di Universo Padre, per effetto di fluttuazioni inflattive del vuoto, dando origine ad una infinità di universi figli, tra cui il nostro, ciascuno dotato di leggi diverse ed in ciascuno dei quali il tempo scorrerebbe con modalità diverse e secondo una propria “freccia”: in alcuni dal passato al futuro, in altri dal futuro al passato, in altri ancora non esisterebbe del tutto. La somma totale dei valori sarebbe uguale a zero, per cui nel Cosmo il tempo non esisterebbe. Per il Cosmo non si porrebbe il problema della sua origine o della sua fine e nemmeno della sua eternità, in quanto non sarebbe soggetto al tempo ed alle sue unità di misura.
    Probabilmente questa teoria cosmologica non potrà mai essere dimostrata, ma ritengo che essa sia una delle più eleganti tra quelle finora formulate e che potrebbe prestarsi ad una chiave di lettura improntata ad una visione ontologica del Cosmo, o Multiverso che dir si voglia.
    In ogni caso pare che l’esistenza di una pluralità di universi, quantunque non verificabile osservativamente, sia un’evidenza innegabile, non certo per speculazione filosofica, bensì perché essa scaturisce dalla formulazione matematica della teoria inflazionaria di Alan Guth, la quale peraltro risolve brillantemente un paio di enigmi che facevano impazzire fisici e cosmologi, e si dimostra quindi assolutamente valida e meritevole del credito di cui gode. In tale ottica, l’infinito numero di universi e le infinite diversità tra loro esistenti farebbero sì che sarebbero elevatissime, al punto da diventare certezza, le probabilità di “trovare quello giusto”, intendendo con questa espressione un universo dotato di caratteristiche tali da far pensare ad un “disegno intelligente” e ad una sua connotazione teleologica.
    Se a ciò si aggiunge che, nella molteplicità di universi, il tempo potrebbe avere un valore complessivo nullo, per effetto della somma di infinite “frecce” ed essere quindi privo di una freccia assoluta, per cui non ci sarebbero passato e futuro e, di conseguenza, un inizio e una fine, escludendo con ciò che si renda necessario o inevitabile lo scomodo corollario dell’eternità, non avrebbe senso, né tantomeno utilità, ricercare una genesi.

    Il Cosmo esisterebbe e basta.
    Sarebbe la Suprema Entità Ontologica.

    Forse la cosa più difficile, nell’accettare una tale visione, consiste nel mettere in dubbio, non solo la veridicità, ma anche semplicemente la pregnanza, di talune espressioni profondamente radicate nella nostra cultura.

    È sempre esistito. Esisterà in eterno. È sorto dal nulla ed esisterà in eterno.
    Questi concetti potrebbero essere totalmente privi di ogni significato, semplice frutto della nostra immaginazione.

    Pietro La Rocca

    • Paola De Gobbi scrive:

      Caro Pietro,

      purtroppo Coelum non esce più in edicola, ci sono vari editoriali di questa estate che spiegano un po’ tutto (veda 182, 183):

      http://www.coelum.com/coelum/archivio/editoriali

      ma è acquistabile in carta su abbonamento (o come singolo arretrato, veda costi e offerte nell’astroshop) oppure in formato digitale cliccando il bottone giallo qui in alto a destra (oltretutto ad un prezzo irrisorio e, pagando con carta di credito o paypal, la consultazione viene attivata da subito, non appena ricevuta la conferma di pagamento dal sito).

  5. Tonini Marco scrive:

    Spett. Sig. La Rocca, ma perchè non scrive un libro sull’ argomento? Abbiamo già avuto 2630 visitatori su questo articolo!!……e tutto….a gratis!……

  6. Rispondo a Marco Tonini.
    Ho già scritto un libro che si intitola “Pensieri e pensierini – un viaggio senza meta dal faceto al molto serio” e l’ho pubblicato in in self publishing sul sito “Ilmiolibro.it”, del Gruppo Editoriale l’Espresso.
    Nella parte centrale parlo di questioni cosmologiche ed il mio primo commento del 13 ottobre scorso ne è per l’appunto uno stralcio.
    Il libro ha suscitato parecchio interesse ma non ha avuto successo significativo in termini di vendite.
    Grazie per l’apprezzamento.
    Un caro saluto
    pietro la rocca

  7. Luigi Santoro scrive:

    Nella teoria di Multiverso mi sembra di capire che ogni Universo si trova confinato in una specie di bolla che fluttua vicino e insieme a tanti altri in un tempo indefinito. Prendendo ad esempio uno dei tanti universi, se si potesse assurdamente viaggiare ad una velocità iperbolica superiore alla luce da un punto dell’Universo, alla fine si percorrerebbe circolarmente intorno allo stesso per poi ritrovarsi allo stesso punto di partenza non essendoci modo per sfuggire alla gravità dell’intero Universo e raggiungerne un altro. Mi piacerebbe sapere cosa ne pensiate. Distinti saluti.
    Luigi Santoro

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