Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

Due articoli SULL’UNIVERSO di pancake, di frittelle, pieno di buchi come un formaggio svizzero. Massimiano Bucchi, Repubblica, 30.5.12 GLI UNIVERSI POSSIBILI Nel nuovo saggio di Barrow la storia del cosmo attraverso le metafore degli scienziati: dall’immagine del pancake a quella delle frittelle Nel 1997, Sergej Brin e Larry Page cercavano un nome per il proprio motore di ricerca. Fu un loro compagno di studi di Stanford a buttare lì un termine utilizzato in matematica e in astrofisica: Googol. Il termine era stato coniato nel 1938 da un bambino di nove anni, nipote del matematico americano Edward Kasner, che lo aveva sfidato a trovare un nome per un numero molto grande: 1 seguito da 100 zeri. È in anni googol, ad esempio, che si stima il tempo necessario per l´evaporazione di alcuni buchi neri. Un nome perfetto, dunque. Ma controllando se il dominio Googol.com fosse disponibile, il compagno di studi fece ciò che capita a tutti noi: sbagliò a digitare sulla tastiera. La lieve deformazione piacque più dell´originale, e Page e Brin si affrettarono a registrare "Google.com". Così Il libro degli universi di John Barrow (Mondadori) ci ricorda che la storia della ricerca e della riflessione sul tema offre straordinari esempi di come l´immaginazione degli scienziati possa e debba svilupparsi nel tentativo di spiegare qualcosa. Ecco allora il "cosmologo teorico più famoso degli anni Trenta", il prete cattolico Georges Lemaître, che paragonava l´evoluzione dell´universo a «un´esplosione di fuochi artificiali appena finita: qualche pennacchio rosso, cenere e fumo». Nel 1946 fu a quanto pare la visione di un film horror dalla struttura narrativa circolare, Dead of Night, a ispirare la teoria dello stato stazionario. Tornando a casa dal cinema, Fred Hoyle, Hermann Bondi e Thomas Gold fantasticarono di un film che potesse essere visto iniziando da qualunque punto, e si chiesero poi se lo stesso ragionamento potesse essere applicato a un universo senza inizio e senza fine. Ed ecco l´ipotesi elaborata nel 1979 da Alan Guth, secondo cui l´universo avrebbe attraversato una rapida fase di espansione accelerata. Guth era un giovane fisico che stentava a trovare un incarico accademico stabile: fu probabilmente in ironico riferimento al difficile contesto economico di quegli anni che decise di battezzare "inflazione" la propria teoria. Ma forse il più ricco serbatoio di immagini è l´ambito domestico e culinario. Il già citato Kasner ipotizzò un universo "simile a un pancake" che si espande a velocità diverse in direzioni diverse. Alcuni studiosi descrivono come grandi aggregazioni primordiali di materia collassino a formare «sottili dischi di gas di aspetto simile a frittelle, che successivamente si frammentano in molte galassie». Nel 1945, Einstein e il suo assistente Ernst Straus ipotizzarono un universo che «presentava regioni sferiche vuote, come buchi in un formaggio svizzero». Barrow ci racconta di universi "fatti in casa", "arrotolati", "a forma di ciambella". Barrow conclude la sua guida facendo riferimento a ipotesi oggi molto discusse come quella del "multiverso", secondo cui potrebbero esserci numerosi altri universi caratterizzati da proprietà diverse dal nostro. Ipotesi che spingerebbero non solo la ricerca, ma la stessa società e cultura a mettere in discussione le proprie certezze e capacità di immaginazione. John D. Barrow, Repubblica, 30.5.12 Universo SE FOSSE PIENO DI BUCHI COME UN FORMAGGIO SVIZZERO Un genio che a cinque anni aveva trovato un sistema per calcolare sequenze di numeri Le equazioni di Einstein possono essere risolte solo se sono semplificate Negli anni Quaranta lo studio degli universi subì una brusca battuta d´arresto. In clima di guerra mondiale, fisici e matematici furono dirottati verso campi come la messa a punto di nuove armi, la meteorologia, l´aeronautica e la crittografia. Le università non accettavano nuovi studenti e i contatti internazionali erano limitati soltanto ai più stretti alleati. Einstein si trovava negli Stati Uniti e molti altri scienziati tedeschi fuggirono in Gran Bretagna e America. L´universo non era mai parso più piccolo. Nel 1944, Einstein scelse un nuovo assistente a Princeton. I suoi assistenti erano sempre giovani matematici di talento capaci di compensare quella che lui stesso riconosceva essere una sua debolezza in quel campo. Ernst Straus era una sorta di genio matematico. Già a cinque anni aveva cominciato a trovare interessanti scorciatoie per calcolare sequenze numeriche, escogitando un sistema che gli consentiva di sommare i primi cento numeri mentalmente in pochi secondi. Era nato a Monaco nel 1922, ma quando i nazisti andarono al potere, nel 1933, fuggì con la famiglia in Palestina, dove poi frequentò il liceo e l´Università ebraica di Gerusalemme. Non conseguì la laurea di primo grado a Gerusalemme, tuttavia nel 1941, a diciannove anni, si trasferì alla Columbia University di New York e iniziò lo stesso un corso di specializzazione. Nel 1944 fu assunto come nuovo assistente alla ricerca di Einstein all´Institute for Advanced Studies di Princeton. Il giovane Straus non aveva una solida preparazione in fisica e, quanto alla matematica, era orientato verso la teoria dei numeri e gli argomenti di matematica "pura", ma non impiegò molto a riempire il vuoto lasciato dalla partenza di Nathan Rosen (1935-1945) e Leopold Infeld (1936-1938). Nella primavera del 1945, professore e assistente trovarono un nuovo tipo di possibile universo usando le equazioni di Einstein. L´universo era molto simile a uno dei semplici universi in espansione di Friedmann e Lemaître: conteneva materia (come galassie) che non esercitava alcuna pressione, ma presentava regioni sferiche vuote, come buchi in un formaggio svizzero. Ciascun buco vuoto aveva poi al suo centro una massa, di grandezza pari a quella che era stata scavata per creare il buco. Era un passo verso un universo più realistico in cui la materia non fosse diffusa in maniera omogenea con la stessa densità dappertutto, ma formasse grumi, come le galassie, distribuiti nello spazio vuoto. Ciascun "buco" era sferico e questo nuovo universo formaggio svizzero era accolto nell´universo non uniforme di Tolman grazie a una scelta adeguata di condizioni iniziali. Come sempre, la scoperta di una soluzione esatta a una serie di equazioni complesse e difficili come quelle di Einstein significava con tutta probabilità una cosa: nella soluzione vi era qualche caratteristica semplificatrice che rendeva le equazioni trattabili. Però questo ricordava la famosa battuta di Groucho Marx, «Non desidero far parte di un club che accetta fra i soci uno come me»: qualunque soluzione delle equazioni di Einstein sia abbastanza semplice da trovare, conterrà immancabilmente una caratteristica speciale che potrebbe renderla atipica o poco interessante. La soluzione di Einstein e Straus era semplice perché prevedeva un universo sferico e così, diversamente da quanto accadeva con l´universo cilindrico di Einstein-Rosen, escludeva la possibilità che fossero presenti onde gravitazionali. Questo indusse qualcuno a chiedersi che cosa sarebbe accaduto se si fosse riusciti in qualche modo a combinare simultaneamente tutti i vari tipi di irregolarità. La presenza di tutte quelle caratteristiche irregolari avrebbe naturalmente fatto sfumare qualsiasi speranza di risolvere le equazioni di Einstein. Tuttavia c´era un modo per dare un´occhiata a un simile universo.