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La scienza e la fine del mondo

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La scienza e la fine del mondo

Messaggio Da Angelodiluce il Dom Lug 25, 2010 7:12 pm

La scienza, in particolare la fisica, ha lungamente investigato sulla possibilità teoriche della fine dell’universo, con un approccio completamente differente rispetto a quello delle religioni, un approccio quasi per definizione “oggettivo”, che, comunque, per molto tempo, ha potuto fornire unicamente risposte molto vaghe e, certamente, ancora ammantate di un certo grado di soggettività quasi magistica.

[size=91]Solo dal 1916, le possibilità di una esplorazione realmente scientifica del destino dell’esistente sono state rese possibili dalla scoperta da parte di Albert Einstein della “Teoria Generale della Relatività”, che può essere utilizzata per una descrizione su larga scala del nostro universo. [/size]

[size1=9]Dal momento che l’equazione della “Relatività Generale” si presta a numerose possibili soluzioni, ciascuna implicante una diversa possibilità escatologica, sin dal 1922 Alexander Friedman propose un certo numero di varianti possibili per la “fine dei tempi”, molte delle quali partivano dall’idea che il tutto fosse stato generato dalla esplosione di un singolo nucleo coeso. Solo nel 1931, anche a partire dalle prove derivate dalle osservazioni di Edwin Hubble sulle stelle variabili cefeidi di galassie lontane, Georges-Henri Lemaître sviluppò una teoria completa su tale esplosione, da quel momento in poi definita “Big Bang”. [/size]

Nel 1948, però, Fred Hoyle sviluppò una sua teoria “continua”, secondo la quale l’universo si espande in continuazione, pur rimanendo statisticamente immutato grazie alla incessante produzione di nuova materia.

Queste due teorie continuarono a contrapporsi fino al 1965, quando la scoperta da parte di Arno Penzias e Robert Wilson dello sfondo di radiazioni cosmiche a micro-onde non fece pendere decisamente l’ago della bilancia verso l’ipotesi del “Big Bang” (che forniva per le radiazioni una spiegazione impossibile alla “teoria continua”)[1].

Di fatto, quando Einstein aveva formulato l’equazione generale della relatività, egli, come tutti i suoi contemporanei, credeva in un universo statico ma, quando si rese conto che tale equazione poteva facilmente essere risolta pensando ad un universo in espansione e con la possibilità, in un lontano futuro, di ricontrarsi, decise di aggiungere ai suoi calcoli quella che definì “costante cosmologica”, essenzialmente una densità di energia costante, non toccata da alcuna possibilità di espansione o contrazione, il cui ruolo fosse quello di controbilanciare l’effetto gravitazionale sull’universo cosicché esso rimanesse essenzialmente statico, cosa che, dopo le scoperte di Hubble, egli stesso definirà “la più grande cantonata della mia vita”[2].

All’interno della Teoria Generale, in relazione a destino dell’universo, un parametro di estrema importanza è quello Omega (Ω) relativo alla densità, definito come “densità media dell’universo, diviso per un valore critico di tale densità”: a seconda che Ω sia = 1, <1 o >1 si avranno, infatti, tre geometrie dell’universo completamente diverse, rispettivamente chiamate dell’universo piatto, dell’universo aperto e dell’universo chiuso, e, qualora il contenuto primario dell’universo fosse materia inerte, tali differenti assetti condurrebbero a destini completamente diversi. Da qui, la necessità, per gli scienziati di determinare il valore di Ω per comprendere se il cosmo sia in accelerazione e decelerazione.

A partire dal 1998, comunque, l’osservazione delle supernove ha portato ad ipotizzare la presenza di una “energia oscura”, una forza repulsiva, la cui densità sarebbe variabile a seconda dell’accelerazione espansiva dell’universo e a calcolare che, al momento, sette miliardi e mezzo di anni dopo il Big Bang, si stia vivendo una fase espansiva universale coerente con la teoria dell’universo aperto.

Ma, di fatto, quali sarebbero gli scenari possibili all’interno delle tre geometrie legate ad Ω?

Se l’universo fosse chiuso, esso apparirebbe, in qualche modo, come la superficie di una sfera, senza linee gravitazionali parallele, ma con tutte le linee che si intersecherebbero in un punto, dando forma ad un cosmo che, a grandi linee, potremmo definire ellittico. Se così fosse e venisse a mancare l’effetto repulsivo della “energia oscura”, la gravità porterebbe ad un possibile blocco dell’espansione e all’inizio di una progressiva contrazione il cui esito sarebbe il collasso dell’universo in un punto (il cosiddetto “Big Crunch”, opposto al “Big Bang”), ma, qualora la quantità di “energia oscura” fosse sufficiente, l’espansione potrebbe proseguire in eterno anche in una configurazione di Ω > 1.

Nel caso di un “Big Crunch” dovuto alla contrazione estrema della materia, il risultato finale non è conoscibile ma si può ipotizzare l’unione di tutto l’esistente e dello spazio-tempo in un solo nucleo senza dimensione. Tenendo conto dell’ipotesi diffusa che un “Big Cruch” sia stato alla base del “Big Bang”, potremmo, conseguentemente, ipotizzare una specie di universo oscillante tra contrazione ed espansione, sebbene ciò contraddirebbe il II Principio della Termodinamica, dal momento che le fasi oscillatorie produrrebbero entropia e causerebbero la cosiddetta “morte del calore”, di cui si parlerà in seguito, cosa che, conseguentemente, disvalora l’intero modello chiuso.

Se l’universo fosse aperto, esso risulterebbe curvato negativamente come la superficie di una sella, con le linee gravitazionali che, pur non essendo mai equidistanti, non si incontrerebbero mai e con una forma geometrica di tipo iperbolico. Un universo di questo tipo, pur in mancanza di “forza oscura”, si espanderebbe per sempre, con la forza di gravità che, al massimo, potrebbe decelerare tal espansione, mentre in presenza di “forza oscura” tale espansione accelererebbe progressivamente.

All’interno di questo modello, il destino ultimo dell’universo, nel caso l’accelerazione causata dall’energia oscura diventasse così forte da coprire gli effetti gravitazionali e elettromagnetici e da indebolire le forze aggregative, potrebbe presentarsi come la morte del calore, il “Grande Gelo” o il “Grande Strappo”.

Nello scenario del “Grande Gelo”, la continua espansione porterebbe ad una dispersione del calore tale da portare ad un universo troppo freddo per la sopravvivenza di qualsiasi elemento e, appare, all’oggi, essere la teoria più diffusa all’interno della comunità scientifica.

Correlato a tale scenario, vi è quello della “morte del calore”, tale per cui l’universo, arrivando ad un livello estremo di entropia, possibile solo alla minima temperatura, avrebbe la materia distribuita in modo tanto regolare da eliminare ogni gradiente, necessario per qualunque processo informativo, inclusa la vita.

Ponendo una sempre maggiore densità della “energia oscura”, avremmo, invece, una sempre maggior accelerazione, un aumento indefinite della costante di Hubble e, quindi, il “Grande Strappo”, con tutti gli elementi materiali dell’universo, a partire dalle galassie per giungere fino alla più infinitesimale molecola, che si disintegrerebbero in particelle elementari libere che si respingerebbero e in radiazioni.

Infine, nel caso in cui Ω=1, vivremmo in un universo piatto come un piano euclideo, con le linee di forza continuamente parallele e sempre alla stessa distanza tra loro. In assenza di “energia oscura” un tale universo si espanderebbe per sempre ad una velocità progressivamente sempre inferiore ma a ritmo costante, mentre, in presenza della “energia oscura” il ritmo espansivo, pur leggermente frenato dalla gravità, continuerebbe a crescere: in entrambi i casi, il destino dell’universo piatto sarebbe il medesimo dell’universo aperto[3].

Dal 2005, esiste una ulteriore teoria sulla “fine dell’universo”, basata sulla possibilità che esso possa essere progressivamente occupato dal condensato di Bose-Einstein e dalla quasi-particola fermionica, probabilmente risultando in una implosione, ma tale teoria non sembra avere raggiunto un consenso scientifico significativo[4].

Ciò che conta per il nostro assunto è che in qualunque dei quadri delineati, i tempi di realizzazione per le condizioni di distruzione universale sono enormi: basti pensare che la possibilità del “Grande Gelo”, come detto la teoria finale più plausibile e più “prossima”, è stimata come realizzabile in non meno di 31.7 miliardi di anni[5].

Certo, sussistono molte altre possibilità per una eventuale “fine del mondo” su un piano molto meno “universale”: si va dalla possibilità che quando il sole diventerà un “gigante rosso” possa attirare la terra nella sua orbita (evento probabile, ma stimato intorno ai 7.6 miliardi di anni), alla collisione con un meteorite (l’ultimo caso, non distruttivo per la Terra, di collisione con un meteorite di diametro superiore ai 10 km è avvenuto 65 milioni di anni fa e si stima che il nostro pianeta impatti con un meteorite di diametro superiore ad 1 km. ogni 500.000 anni), mentre molto meno scientifiche appaiono le ipotesi disegnate da alcuni futurologi e riguardanti estinzioni per pandemie, spostamenti subitanei e violenti dell’asse terrestre, cambiamenti climatici irreversibili e letali per l’umanità o guerre globali, le cui possibilità, pur non essendo nulle, rientrano in un quadro di valutazione soggettiva e non quantificabile[6].

Resta il fatto che, fermandoci al dato oggettivo, le possibilità escatologiche sono talmente remote da risultare, come osservato, possibili in milioni se non miliardi di anni.

Eppure, l’umanità da sempre ha paura, o meglio, ha la paura e la speranza che l’eschaton avvenga in tempi brevi, che ristabilisca lo stato edenico o che, almeno, distrugga il “regno dell’iniquità” per portare quella giustizia retributiva da sempre sognata e mai realizzata.

Perché? Perché ancora oggi, con tutte le certezze scientifiche che abbiamo acquisito, parole come Armageddon, Parousia, Messia Salvatore, Giudizio Universale compaiono quotidianamente nei nostri sistemi culturali e non sono relegate alla semplice categoria delle superstizioni magistiche?

La risposta, molto probabilmente, può essere condensata in una semplice parola: speranza.
Noi, come esseri umani, qualunque sia la nostra condizione, abbiamo bisogno di sperare, di credere in un futuro migliore del presente, di sviluppare l’idea dell’esistenza di una giustizia divina retributiva e, da qui, il passo verso il “sogno della palingenesi” è davvero breve.
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