Il fascino oscuro dell'inflazione

1. Front Matter

   Pages I-IX

   PDF

2. L’Universo, la gravità e la materia

   • Pietro Fré

   Pages 1-2

3. Che cos’è Ia gravità?

   • Pietro Fré

   Pages 3-41

4. L’Universo è un sistema dinamico

   • Pietro Fré

   Pages 43-96

5. Superstringhe e Brane danno la risposta?

   • Pietro Fré

   Pages 97-141

6. Back Matter

   Pages 143-147

   PDF

È dalla più remota antichità che l’uomo si interroga sulla struttura dell’Universo e sulle leggi che lo governano. Ma il progresso compiuto all’inizio del XX secolo non ha paragoni rispetto a quello di tutti i secoli precedenti: nel 1915 venne formulata la relatività generale, indispensabile per inquadrare i fenomeni cosmici e astrofisici; tra il 1920 e il 1930 furono determinate le reali dimensioni dell’Universo visibile e fu scoperta la sua costante espansione. La cosmologia ha poi fatto un grande salto di qualità a cavallo tra il XX e il XXI secolo. L’Universo inflazionario è una specula che forse rivela i misteri delle leggi fisiche a piccolissime distanze e altissime energie, laddove dovrebbe trovarsi il regno delle superstringhe e della gravità quantistica. In questo libro viene ripercorsa la grande avventura del pensiero umano, che dalla concezione aristotelica di un mondo statico eterno e in realtà piccolissimo è approdato alla contemporanea visione di un cosmo dinamico e immenso, germogliato però da una infinitesima fluttuazione quantistica.

• Mond
• big bang
• cosmologia
• inflazione
• relatività generale
• storia del pensiero
• supergravità
• superstringhe
• universo

Si sente spesso dire che «non ci sono più le mezze stagioni»; niente panico, oggi tutto si accetta alla luce del nuovo paradigma: il clima sta cambiando, il pianeta Terra si sta riscaldando. Ma è molto peggio di così, anche estendendo i nostri orizzonti di un fattore di svariate potenze di 10 le cose non sono affatto rassicuranti: «l'Universo non è più quello di una volta»! In effetti, c'è sconcerto non solo tra gli addetti ai lavori, ma soprattutto tra la gente comune. Il Big Bang è un fatto largamente acquisito, molti hanno imparato a convivere con la materia scura anche sé tuttora rimane oscura. Almeno qui l'LHC del CERN ci apre uno spiraglio di ottimismo, riuscissero mai a rivelare il bosone di Higgs! Non è chiaro cosa esso sia né se i nostri problemi sarebbero interamente risolti con la sua rivelazione e misura della sua massa, però è convinzione diffusa che almeno saremmo sulla buona strada. Ma questo è niente, ci troviamo a dover digerire fenomeni di dimensioni gigantesche senza avere la più vaga idea del perché siano avvenuti. Eppure devono essere avvenuti, se il modello di Universo che spiega con notevole precisione le osservazioni dallo spazio del fondo cosmico a microonde deve essere mantenuto. E le osservazioni, si sa, sono il test definitivo che santifica o scomunica ogni teoria, non importa quanto elegante e convincente sia. I termini sono tanto affascinanti quanto criptici: energia scura, anch' essa più oscura che mai, identificata con la costante cosmologica introdotta (ma poi ripudiata) da Einstein, quintessenza, inflazione. Ora quest'ultima, secondo la quale l'Universo si deve essere espanso di un fattore 1026 in un tempo di una brevità inimmaginabile, sembra aver trovato una sua giustificazione naturale nella teoria delle stringhe (altro termine di successo) che però, oggi, conta più scettici che sostenitori. Il professor Fré è indubbiamente un ricercatore di successo e ha il dono della chiarezza nell' esposizione.Seguendo un percorso storico ormai tradizionale, ci conduce per mano, partendo dall’identificazione dei parametri dell'Universo, attraverso le sottili piegature della teoria della gravità, un'elegante esposizione della relatività generale, fino alla descrizione dinamica dell'Universo stesso. Un insieme di materia e radiazione così energetico, così esteso, così variegato • e così vecchio, in espansione così rapida da rendere increduli molti sulle moderne asserzioni che, grazie a misure di supernovae lontanissime, ciò di cui stiamo parlando non è che il 4% di tutto quello che c'è. Il volumetto è ricco di disegni chiari e ben spiegati oltre alle immancabili fotografie di scienziati, partendo dagli antichi fino ai contemporanei, e alle immancabili antenne di Penzias e Wilson. Non mancano neppure le formule, non solo quelle facili, alcune anche difficili, ma ben introdotte, anche se molti dei termini, tipo campo scalare, tensore di Ricci, scalare di curvatura e alcune altre presumo rimarranno misteriose a non pochi lettori. Nell'ultimo capitolo sta la vera giustificazione del libro. Si arriva alla definizione di stringa e, passando dalla supersimmetria si arriva alle supergravità per finire con la M-teoria. L'argomento è difficile, richiede nozioni di fisica quantistica, relatività e altro. L'autore è, per quanto possibile, chiaro e conciso, il testo è, permettetemi il gioco di parole, tra i più "stringati" che io abbia letto. Lo consiglio a coloro che non si spaventano delle formule e che sono preparati al ragionamento astratto senza voler ricorrere costantemente ad analogie. Certo anche un valido aiuto a studenti della laurea triennale di Astronomia e Fisica con curiosità cosmologiche. GIORGIO G.C. PALUMBO, Giornale di Astronomia•2010, 2

• Università degli Studi di Torino e Ambasciata d’Italia, Mosca

  Pietro Fré

Policies and ethics