Una nuova cosmologia che non fa Bang

Uno dei più grandi meriti della scienza è quello senza dubbio di avere il coraggio di ridiscutere tutti i suoi principi senza perdere di vista il suo obbiettivo, che è quello di spiegare razionalmente l’Universo che ci circonda, che sia un batterio o una galassia, un protone o un fiocco di neve, non importa.
Così, quando Wun-Yi Shu, ha proposto una nuova interpretazione del modello cosmologico attuale conosciuto come Big Bang, ho accolto la notizia con curiosità, senza pregiudizi o speranze o scetticismo, plaudendo alla capacità della scienza di rinnovarsi continuamente.

Legge di Hubble
Questa fu proposta da Edwin Hubble nel 1929 per spiegare lo spostamento verso il rosso delle righe spettrali di oggetti a distanza cosmologica; questa legge indica una relazione lineare tra il redshift della luce emessa dalle galassie e la loro distanza: tanto maggiore è la distanza della galassia e tanto maggiore sarà il suo redshift secondo l’equazione:

z = H0 D/c

dove z è il redshift misurato della galassia, Dc è la velocità della luce e H0 è la costante di Hubble, che secondo gli ultimi studi è di 74 km/s per Megaparsec con un margine d’errore del 4,3%. è la sua distanza,

Wun-Yi Shu ha proposto una interessante lettura partendo dalla metrica di  Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker per creare un modello cosmologico che non facesse uso di due concetti non proprio bellissimi: la singolarità iniziale del Big Bang e l’energia oscura.

La singolarità iniziale nasce quando si tenta di risalire alle condizioni iniziali dell’Universo partendo dagli assunti attuali, come il redshift delle galassie e la massa stimata dell’Universo come ci vengono narrate dalle osservazioni astronomiche,  e le leggi fisiche come le conosciamo.
Il primo ad ipotizzare un punto d’origine iniziale fu Georges Lemaître nel 1927, indipendentemente da Alexander Friedmann; in seguito il modello del Big Bang fu esteso per rispondere ai nuovi interrogativi che sia la fisica quantistica (una asimmetria tra barioni e antibarioni nella composizione dell’Universo) che le osservazioni scientifiche (la radiazione cosmica di fondo da Arno Penzias e Robert Wilson nel 1964) fino ad arrivare a l’attuale modello inflattivo proposto da Alan Guth e a Alexei Starobinski agli inizi degli anni ’80.

L’introduzione dell’energia oscura  nell’attuale modello cosmologico si è reso necessario per spiegare le osservazioni che indicano un universo in accelerazione, ma il primo ad introdurre questo concetto fu Einstein con la costante cosmologica, un’ipotetica forma di energia con pressione negativa sul tessuto dell’Universo per contrastare le osservazioni di Hubble che portavano ad una singolarità iniziale. In seguito Einstein dichiarò che introdurre la costante cosmologica fu il suo più grande errore, ma quando fu sviluppata una teoria quantistica della materia, si scoprì  che il vuoto avesse una energia negativa, con una azione antigravitazionale e capace di accelerare l’espansione dell’universo.

L’importanza di c
Spesso c’è la tendenza di pensare che la velocità della luce sia costante, ma non lo è. In un corpo cristallino come ad esempio un diamante la  luce subisce un fenomeno di assorbimento-emissione che riduce la sua velocità a poche decine di migliaia di chilometri al secondo.
c invece è una proprietà dello spazio-tempo che i fotoni raggiungo nel vuoto perché non hanno massa.

Invece Wun-Yi ha reinterpretato le costanti universali come  c (equivalente alla velocità della luce nel vuoto) e la costante di gravitazione universale G rendendole variabili e postulando nelle nuove equazioni di campo dove G/c2 e quindi  G(t)/c(t)2=1. In questa nuova cosmologia in cui la massa si converte in distanza e viceversa -non voglio tediare il lettore con la dimostrazione matematica- l’unica costante invariabile rimane il tempo, quindi non può esistere né un principio (la singolarità iniziale), né una fine temporale (quindi anche se l’espansione dell’Universo accellera non può esserci una fine, ma questa è dovuta unicamente da G/c2 e non un’energia repulsiva oscura), ma una continua rimestura della massa che si converte in distanza equivalente.
Di ipotesi cosmologiche alternative al Big Bang ce ne sono molte e ne nascono in continuazione, ma questa è facile da confutare o meno: finora queste due costanti cosmologiche sono state oggetto di precise misurazioni e niente finora a dato prova della loro variabilità o di questo loro legame. In più questa ipotesi cosmologica, anche se pretende di spiegare alcune incongruenze nella luminosità delle supernove di tipo I nelle galassie più distanti nello spazio-tempo (questo mi fa ripensare all’apparente incongruenza dell’età degli ammassi stellari più antichi con l’età presunta dell’Universo), ma non spiega ad esempio la radiazione cosmica di fondo e la sua origine.
Mi fa anche pensare ad un’altra teoria cosmologica (smentita dalle osservazioni): quella dello stato stazionario di Hoyle, in cui avviene una creazione continua di materia (un atomo di idrogeno per metro cubo per un miliardo di anni) in palese contraddizione con il postulato della conservazione di massa.
Attualmente tutto il castello teorico del Big Bang includendo il modello inflattivo e l’energia oscura è in grado di fare previsioni sullo stato osservabile dell’Universo in accordo con le osservazioni fino a pochi microsecondi dopo il presunto Big Bang e solo quando arriverà una teoria migliore di questa potrò abbandonarla.

Posso dire che questa cosmologia di Wun-Yi non mi convince, neppure sul piano matematico, ma il bello della scienza è proprio questo: pensare e immaginare l’impensabile e avere il coraggio di esporlo, nella Scienza non ci sono gerarchie. la Scienza non ha dogmi o interessi particolari da difendere se non quello di ampliare la nostra conoscenza; pertanto applaudo a Wun-Li Shu per il suo coraggio, invitandolo a continuare nella sua ricerca.

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Umberto Genovese

Autodidatta in tutto - o quasi, e curioso di tutto - o quasi. L'astronomia è una delle sue più grandi passioni. Purtroppo una malattia invalidante che lo ha colpito da adulto limita i suoi propositi ma non frena il suo spirito e la sua curiosità. Ha creato il Blog Il Poliedrico nel 2010 e successivamente il Progetto Drake (un polo di aggregazione di informazioni, articoli e link sulla celebre equazione di Frank Drake e proposto al l 4° Congresso IAA (International Academy of Astronautics) “Cercando tracce di vita nell’Universo” (2012, San Marino)) e collabora saltuariamente con varie riviste di astronomia. Definisce sé stesso "Cercatore".

2 commenti:

  1. il big bang è sempre più fragile e si sostiene solo per la temperatura media dell'universo spacciata per radiazione di fondo-silenzio su galassie Seifert e quasars connessi-su materia oscurainesistente-su vuoto potenziale infinito

    • Il Big Bang potrà non piacere ma è l'unica teoria per ora in accordo con le osservazioni in grado di formulare un quadro prevedibile dell'Universo come lo conosciamo.
      Il resto, perdonami, non lo capisco: le seyfert, i quasar, la materia oscura e vuoto potenziale infinito: che c'entrano?

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