Di fronte a un testo di divulgazione scientifica ho sempre la domanda: quale obiettivo si pone e se lo ha raggiunto. Infatti il rischio di un’opera divulgativa è quello di fornire solo delle informazioni senza una ragionevole giustificazione, che probabilmente richiederebbe conoscenze specifiche.
Nel caso di questa opera l’autore afferma che «intende presentare gli enigmi del cosmo cercando di spiegare (e non semplicemente di raccontare) ciò che abbiamo compreso e quanto invece resta ancora avvolto nel più completo mistero».
Questo tentativo ha effettivamente ottenuto un importante riconoscimento: la prima edizione (2017) di questo testo ha ottenuto il Premio nazionale di divulgazione scientifica “Giancarlo Dosi” e quindi val la pena esaminare il suo percorso.
Inizialmente un capitolo illustra il panorama osservativo dell’universo, a partire dal sistema solare fino alla nostra galassia e all’immensità delle galassie che compongono l’universo. Si tratta di una semplice descrizione dei risultati delle osservazioni scientifiche, senza formule, caratteristica che attraversa tutto il libro, a conferma del suo aspetto divulgativo.
Più avanti ci saranno delle indicazioni più puntuali che daranno una giustificazione alle affermazioni fatte: in questo senso c’è una progressione.
Per esemplificare l’inevitabile limite di una descrizione che non entra nello specifico delle leggi fisiche si veda una delle affermazioni fatte sulle osservazioni astrofisiche: noi vediamo indietro nel tempo perché più lontane sono le galassie, più la luce ha impiegato del tempo per arrivare fino a noi. Ma come facciamo a misurare la distanza delle galassie? Il testo non lo dice, e in effetti occorre un intero capitolo di un libro di fisica per rispondere in modo esauriente a questa domanda.
Nel capitolo successivo si introduce uno dei temi che saranno poi fra i più sviluppati: quello della materia oscura, esaminando le prove della sua esistenza: qui una accuratezza nell’esporre i risultati scientifici permette una prima comprensione anche in assenza di formule.
Seguono due capitoli che affrontano aspetti della fisica relativi alla struttura dell’universo.
Il primo tratta della costituzione intima della materia, fino alla suddivisione ultima (adroni, leptoni) e alla breve descrizione delle quattro forze fondamentali, forza gravitazionale, forza elettromagnetica, forza nucleare forte, forza nucleare debole.
Il secondo è dedicato alle prove e ai fenomeni legati alla relatività generale, in particolare i buchi neri e le onde gravitazionali.
Si passa quindi al tema principale dell’intero testo: la natura della materia oscura, che risulta forse, anche per l’ampiezza della trattazione il più rilevante e anche il più interessante.
Ci si sono dedicati due capitoli. Nel primo si esaminano varie ipotesi in cui la materia oscura è composta dalla materia ordinaria, in varie forme, per esempio quella di buchi neri di origine primordiale. Nel secondo capitolo si esaminano le ipotesi di un nuovo tipo di particelle, diverse dalla materia ordinaria, capaci di interagire solo attraverso la forza di gravità. In realtà nessuna delle ipotesi fatte nei due capitoli ha per il momento trovato una verifica sperimentale; per cui alcuni ricercatori hanno formulato un’ipotesi alternativa all’esistenza della materia oscura: una modifica della forza gravitazionale a grandi distanze, che diminuirebbe meno di quanto previsto in modo inversamente proporzionale con la distanza e non con il suo quadrato.
La parte finale è dedicata al modello del Big Bang. Si parte dalla legge di Hubble-Lemaître che regola l’espansione dell’universo e permette di stabilirne l’età. Successivamente si descrivono le sue fasi di espansione, e l’esistenza di una radiazione di fondo, la CMB (Cosmic Microwave Backgroumd), che permette un’immagine dell’universo dopo circa 300000 anni dal Big Bang. Si discute anche della funzione della materia oscura nella formazione delle galassie. Nell’ultimo capitolo si parla del destino dell’universo: a seconda della densità Ω di materia presente, l’universo dovrebbe espandersi per sempre (Ω < 1) o collassare (Ω >1). Le evidenze sperimentali sono che è esattamente Ω =1. Tuttavia la somma di materia visibile e di materia oscura forniscono solo il 30% della materia necessaria perché sia Ω = 1. Inoltre alla fine del secolo scorso si è scoperto un fenomeno nuovo: l’espansione dell’universo da un certo momento in poi ha cominciato ad accelerare. Secondo le teorie attuali, ciò è dovuto alla presenza di un’energia oscura che provoca una repulsione: se questo effetto fosse permanente la fine dell’universo sarebbe un grande e gelido buio. All’energia oscura, secondo la formula einsteiniana E = mc2, è associata il 70% della massa dell’universo, che permette di raggiungere il valore Ω =1.
L’autore conclude parlando di un «epilogo oscuro» perché il mistero dell’universo è in qualche modo ancora intatto, anche se riafferma la fiducia che la ricerca possa in futuro fare la luce che oggi manca.
Un’ultima osservazione. In una sola opera divulgativa non si possono affrontare tutti gli aspetti della scienza: in questa, molto precisa da un punto di vista descrittivo, manca una dimensione storica, presente invece in altri testi sulla visione dell’universo.
Andrea Cimatti
L’universo oscuro
Viaggio fra i più grandi misteri del cosmo
Carocci Editore, Roma 2021
Pagine 204 euro 17,00
Recensione di Lorenzo Mazzoni
© Pubblicato sul n° 82 di Emmeciquadro