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Titolo: Dal Big Bang ai buchi neri - Riassunto primo capitolo
Autore: Christian Michelini
Tipo: Articolo
Tags: Big,Bang,buchi,neri,Stephen,Hawking
Pubblicato il: 2011-06-05
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"Dal Big Bang ai buchi neri" di di Stephen Hawking: nozioni fondamentali del primo capitolo

Nel 340 a. C. Aristotele, nel "De Caelo" asserì che la terra non fosse un disco piano, bensì una sfera. Egli sapeva già che le eclissi di Luna erano cagionate dall'interposizione della Terra tra la Luna e il Sole. L'ombra proiettata dalla Terra sulla Luna era rotonda, cosa possibile unicamente se la Terra fosse stata uno sferoide. Inoltre, le stelle circumpolari apparivano più basse nell'orizzonte quanto più ci si approssimava all'equatore, ridivenendo alte in cielo vicino ai poli. E ancora, perché le navi che apparivano all'orizzonte presentavano alla vista prima le loro vele, poi lo scafo?
Aristotele considerava la Terra al centro dell'universo. Questa sua concezione fu strutturata da Tolomeo nel II secolo d. C. nel suo modello geocentrico, con la Luna, il Sole, le stelle e i cinque pianeti conosciuti orbitanti intorno alla Terra. I pianeti, in aggiunta, si muoveva anche su epicicli, cerchi minori, in rotazione sulle loro rispettive sfere. Tolomeo, per dare alla sua teoria un carattere predittivo, dovette supporre che la luna presentasse grandi variazioni di distanza dalla terra, tali che le dimensioni apparenti del disco lunare avrebbero dovuto addirittura raddoppiarsi.
Tolomeo ammise che questa fosse un punto debole della sua teoria, nondimeno il suo modello fu accettato anche dalla Chiesa cristiana, anche perché lasciava ampi spazi in cui inserire inferno e paradiso.
Nel 1514 Niccolò Copernico propose una teoria alternativa di tipo eliocentrico, con Terra e pianeti orbitanti attorno al sole. Successivamente Keplero e Galileo Galilei si schierarono a favore di questa ipotesi. Lo stesso Galileo, nel 1609, osservando Giove con un telescopio, che era stato da poco inventato, notò che presentava dei satelliti e lune in orbita attorno ad esso. Era una conferma che non tutti i corpi celesti ruotassero attorno alla Terra. Nello stesso anno Keplero suggerì che le orbite del pianeti non fossero cerchi, bensì ellissi. Questa era un fattore difficile da accettare per lo stesso Keplero, poiché le ellissi erano palesemente meno perfette dei cerchi. La questione fu risolta solo nel 1687 da Isaac Newton nella sua opera Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (principi naturali di filosofia naturale). Egli propose un modello che descrivesse gli spostamenti dei corpi celesti nello spazio e nel tempo e sviluppò anche il complesso apparato matematico che ne derivava. Egli postulò la legge di gravitazione universale, secondo cui ciascun corpo dell'universo era attratto verso qualunque altro da una forza che era direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato delle loro distanze. Il racconto che la caduta di un mela in testa allo stesso Newton gli avesse suggerito questa legge è apocrifa.
Non mutando le stelle la loro posizione in cielo, a parte il moto diurno della Terra, si ritenne quindi che esse fossero in tutto e per tutto simili al nostro Sole, solo più lontane.
Tuttavia secondo la teoria di Newton, poiché ogni stella attraeva e veniva attratta da ogni altra, ne seguiva che esse avrebbero dovuto tutte convergere verso un unico centro gravitazionale comune. Newton stesso, riferendosi a questo, disse che sarebbe vero se si fosse in presenza di un universo finito con un finito numero di stelle. Nel caso opposto, con un universo infinito e un infinito numero di stelle, non ci sarebbe un centro verso cui essere attratte. Questo è però uno dei tranelli in cui si giunge trattando di infinito. L'approccio giusto, sarebbe di considerare la situazione finita e, di volta in volta, aggiungere sempre più stelle e considerare i cambiamenti intervenuti. Ma secondo la teoria di Newton non si presenterebbe alcuna variazione. Ora però noi sappiamo che è impossibile pervenire ad un modello statico e stabile di universo infinito in presenza di gravità che sia sempre attrattiva.
Nessuno pensò che l'universo potesse essere in contrazione o in espansione. Era un retaggio del nostro passato, proclive a credere in realtà immutabili ed eterne, in contrapposizione all'eterna incertezza che domina le nostre vite. Chi si rese conto dell'inesattezza della teoria di Newton, propose che, a grandi distanze, la forza di gravitazione si tramutasse da attrattiva in repulsiva. Oggi sappiamo che non si giungerebbe in questo modo ad un modello stabile di universo: se le stelle si allontanassero anche poco le une dalle altre, esse si distanzierebbero progressivamente sempre più, se invece si avvicinassero, tornerebbero a assere attratte verso un unico centro gravitazionale.
Un'altra obiezione al modello di Newton fu mossa da Olbers, filosofo tedesco. Questa non fu né la prima né l'unica che contenesse argomentazioni valide. Ma generò molto interesse e attenzione. Olbers diceva che in un universo con un numero infinito di stelle, in qualunque direzione volgessimo lo sguardo vedremmo sempre una luminosità simile a quella del Sole, per cui la volta celeste sarebbe uniformemente luminosa. Egli pensò tuttavia che la luce fosse assorbita dalla materia interposta. Ma sappiamo che in tal caso la materia si riscalderebbe e inizierebbe a emettere luce anch'essa. L'unica soluzione è ritenere che le stelle non siano sempre state come le vediamo, ma si siano accese in un determinato momento. Il quesito è scoprire cosa abbia causato la loro accensione.
A favore di un origine dell'universo nel tempo si schierava l'idea che, per ammettere la sua esistenza, ci si dovesse rifare al concetto di "Causa prima". Se tutti gli eventi erano cagionati da altri precedenti nel tempo, l'esistenza dell'universo stesso era possibile solo nel caso avesse avuto un inizio. Sant'Agostino, nel "De Civitate Dei", sottolineò come ci rammentiamo delle gesta e le imprese di chi ci ha preceduto, ma come la nostra memoria non possa ricordare eventi troppo anteriori. Ne consegue che l'uomo non poteva esistere da sempre, quindi anche l'universo, al pari dell'umanità, poteva aver avuto un inizio.
Aristotele e i greci erano refrattari a questa ipotesi. Per loro implicava troppo la necessità di un creatore. Essi motivavano l'oblio del lontano passato per le tempeste, i disastri, le procelle che avevano fatto continuamente regredire l'umanità costringendola a ricominciare ogni volta da uno stato primitivo.
Di tali problematiche si occupò anche Immanuel Kant nella sua "Critica della ragion pura" del 1781. Egli chiamò questi problemi antinomie. Vi erano sufficienti argomentazioni sia a favore della tesi che dell'antitesi. Se l'universo fosse stato eterno, vi sarebbe stato un tempo infinito prima di ogni evento, cosa che lui riteneva assurda. Se invece avesse avuto origine, non si spiegherebbe perché l'inizio fosse avvenuto in un certo momento piuttosto che in un altro. Tutte queste teorie si basano comunque tutte sull'assunto che il tempo continui a ritroso per sempre. Noi sappiamo che il concetto di tempo non ha nessun significato prima dell'inizio dell'universo. Alla domanda "Cosa facesse Dio prima dell'universo", Sant'Agostino rispose che il tempo era una proprietà dell'universo di Dio e non era applicabile prima.
Nel 1929 Edwin Hubble fece un'osservazione di importanza capitale e cioè che le galassie lontane presentano un moto di rapida recessione da noi. In altre parole l'universo va espandendosi. Perciò in un tempo passato l'universo presentava uno stato, detto Big Bang, in cui esso era infinitamente piccolo e infinitamente denso. Questa concezione si differenzia assai da quella presentata in passato. In un universo immutabile non vi è alcuna necessità di un inizio. D'altra parte, in un universo in espansione potevano esservi ragioni perché tutto avesse un origine. Un universo in espansione non preclude un creatore ma pone precisi limiti temporali alla sua opera.

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