Gli ultimi decenni hanno rappresentato per la
fisica un periodo d’oro, in cui, grazie a sofisticati esperimenti, hanno potuto
trovare conferma importanti ipotesi sulla costituzione della materia e sulla
struttura dell’universo. La rilevazione sperimentale del Bosone di Higgs e l’osservazione della Radiazione di Hawking
- solo per citare alcuni tra gli esempi più clamorosi - hanno rappresentato la
conferma sperimentale di supposizioni teoriche concepite molti anni addietro, sebbene
non si tratti di scoperte rivoluzionarie
quanto le teorie nate nei primi decenni del 1900. Credo di poter affermare che
i progressi della fisica, almeno da qualche secolo a questa parte funzionino
essenzialmente così: qualcuno fa un esperimento concettuale, ovvero immagina
che un fenomeno accada in un certo modo, qualche altro (nella migliore delle
ipotesi, simultaneamente) sancisce che quella ipotesi è matematicamente
possibile, altri ancora a distanza di anni, con potenti strumenti di osservazione
o con sofisticati esperimenti di laboratorio, dimostrano che le cose stanno
proprio così. Per certi versi anche l’affermazione della Teoria della
Relatività di Einstein ha seguito essenzialmente questo schema e, nel mio caso,
per capire quale rivoluzione abbia rappresentato nel pensiero scientifico del
tempo, è stato di grande aiuto un piccolo libro di Carlo Rovelli, dal titolo Sette brevi lezioni di fisica (Adelphi,
Milano 2014), divenuto anche piuttosto famoso.
L’universo/mondo prima della relatività:
“Newton aveva cercato di spiegare la ragione per
la quale le cose cadono e i pianeti girano. Aveva immaginato una «forza» che
tira tutti i corpi l’uno verso l’altro: l’aveva chiamata «forza di gravità».
Come facesse questa forza a tirare cose che stanno lontana l’una dall’altra,
senza che ci fosse niente in mezzo, non era dato sapere, e il grande padre
della scienza si era cautamente guardato dall’azzardare ipotesi. Newton aveva
anche immaginato che i corpi si muovessero nello spazio, e lo spazio fosse un grande
contenitore vuoto, uno scatolone per l’universo. Un’immensa scaffalatura nella
quale corrono diritti gli oggetti, fino a che una forza non li faccia curvare.
Di cosa fosse fatto questo «spazio», contenitore del mondo, inventato da
Newton, neppure questo era dato sapere”.
Poi arriva Einstein, che non solo immagina per
la trasmissione della forza di gravità, in analogia al campo elettrico ed
elettromagnetico, l’esistenza di un campo
gravitazionale, ma ipotizza che questo coincida con lo spazio vuoto di Newton…e l’universo/mondo cambia per sempre.
“È una folgorazione. Una semplificazione
impressionante del mondo: lo spazio non è più qualcosa di diverso dalla
materia: è una delle componenti «materiali» del mondo. Un’entità che ondula, si
flette, s’incurva, si storce. Non siamo contenuti in un’invisibile scaffalatura
rigida: siamo immersi in un gigantesco mollusco flessibile. Il Sole piega lo
spazio intorno a sé e la Terra non gli gira intorno perché tirata da una
misteriosa forza, ma perché sta correndo diritta in uno spazio che si inclina.
Come una pallina che rotoli in un imbuto: non ci sono misteriose «forze»
generate dal centro dell’imbuto, è la natura curva delle pareti a far ruotare
la pallina. I pianeti girano intorno al Sole e le cose cadono perché lo spazio
si incurva”.
Un’idea semplice e rivoluzionaria, che germoglia
nel 1915, prende la forma di una breve equazione grazie alle intuizioni di
Bernhard Riemann (un matematico, in questo caso, di epoca precedente all’ipotesi fisica) e troverà via via conferme
sperimentali nei decenni successivi.
Ivo Grillo