Festival della Scienza

“Perché crediamo nel Big Bang? – esordisce il fisico, matematico e filosofo britannico – perché abbiamo delle “prove”: le Galassie che si allontanano, l’espansione dell’Universo. Qualcuno ha scoperto la radiazione di fondo a microonde, che viene da tutte le direzioni ed è 3,7 gradi sopra lo zero assoluto. Ovvero, il lampo del Big Bang che si è raffreddato: questa ne è l’evidenza diretta”. Ma l’ipotesi di questo modello cosmologico standard, secondo il quale l’Universo nato dalla grande esplosione è destinato a espandersi in eterno e a rarefarsi sempre di più, fino a ridursi a uno sterile e “noioso oceano di radiazione omogenea”, non è l’unica strada. “Secondo altri studi non c’è solo un Big Bang, ma anche un grande crunch”. Da tenere in conto, c’è anche l’entropia: “Per la seconda legge della termodinamica, l’entropia aumenta con il tempo. Dunque, la casualità aumenta. Il paradosso è che nel momento del Big Bang si ritiene che l’entropia fosse già al massimo grazie alla curva di equilibrio termico. Eppure, teoricamente se si torna indietro nel tempo c’è meno entropia. Se l’entropia era già al massimo, come può aumentare di più? Io mi sono molto arrovellato su questo”. L’elemento fondamentale da prendere in considerazione, spiega Penrose, è la “gravità: immaginate una grande scatola con le stelle dentro. Siccome l’Universo attrae, aumenta l’entropia e le stelle formano un agglomerato, che dà poi origine a un buco nero. È così che l’universo è diventato più casuale. Il sole c’è grazie alla gravità: l’agglomerazione non sarebbe possibile se non ci fosse stato un maggiore ordine prima”. Altro tassello per comprendere il mistero dell’Universo, quindi, è il buco nero: “Non si possono capire se non si disegna lo spazio tempo. La cosa cruciale sono questi piccoli coni, il pezzo più vitale per la geometria dello spazio tempo: sono quelli che ci dicono come si propaga la luce. I coni sono dappertutto, sono la struttura dello spazio tempo: se i neutrini viaggiassero più veloci della luce questo schema non reggerebbe, speriamo che non sia così. La differenza tra relatività speciale e generale è che in quella generale c’è anche la gravità che spiega la curvatura dello spazio tempo. Per i coni valgono le stesse regole: i fotoni scorrono lungo i coni e neutrini ci passano dentro”. Se “non è raccomandabile cadere in un buco nero – avverte Penrose – il lato positivo può essere che ne incontrereste la singolarità. Ma nei buchi neri c’è una struttura diversa dalla singolarità del Big Bang”. Ma la “natura speciale del Big Bang sta nel fatto che la gravità nelle prime fasi non era attivata. Se si risale nel tempo al Big Bang, la temperatura diventa via via più calda e a un certo punto la massa diventa completamente irrilevante. Allora la geometria è una geometria conforme e non quella di Einstein. Dunque non è più una singolarità”. Nell’ipotesi di un Universo in perenne espansione, “tutto diventa molto noioso, e possiamo ipotizzare solo piccole esplosioni. Ma forse l’Universo è una sorta di loop? Si può tornare indietro nel tempo? Ci sarà un altro universo dopo il nostro e ancora e ancora all’infinito?”. Nel quadro tratteggiato da Penrose, i buchi neri hanno un ruolo molto rilevante. “Qual è il fenomeno più violento che può essere successo a parte il Big Bang? Un incontro tra buchi neri super massicci. Se ci sono collisioni, i buchi neri possono catturarsi uno con l’altro e quando si coagulano rilasciano moltissima energia. Questa energia colossale andrà sulla superficie al confine tra l’eone precedente e il nostro. Dunque, nel nostro cielo a microonde ci sono delle increspature come in uno stagno. La goccia è come incontro tra due buchi neri, e anche quando smette di piovere resta un’increspatura”.