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Gli antichi Greci ebbero una grande idea:
L'universo è semplice.
Per loro,
era fatto solo di quattro elementi:
terra,
aria,
fuoco,
e acqua.
Come teoria è molto bella.
È semplice ed elegante.
Dice che combinando
i quattro elementi fondamentali in vari modi,
si ottengono tutte le meravigliose diversità dell'universo.
Per esempio, da terra e fuoco
derivano le cose asciutte.
Dall'aria e dall'acqua le cose umide.
Ma, come in tutte le teorie, c'è un "ma".
Non prevedeva le cose misurabili,
e la misurazione è la base della scienza sperimentale.
Peggio ancora, la teoria era sbagliata.
Ma i Greci erano grandi esperti della mente
e nel quinto secolo d.C.,
Leucippo di Mileto elaborò
una delle idee scientifiche più durature di sempre.
Tutto ciò che vediamo è fatto
di minuscole particelle indivisibili chiamate atomi.
Questa teoria è semplice ed elegante,
e ha il vantaggio
rispetto a quella di terra, aria, fuoco e acqua,
di essere giusta.
Secoli di pensiero scientifico e di sperimentazioni
hanno stabilito che i veri elementi,
come l'idrogeno,
il carbonio
e il ferro,
possono essere scomposti in atomi.
Secondo la teoria di Leucippo, l'atomo è la parte più piccola
e indivisibile ancora identificabile
come idrogeno,
carbonio,
o ferro.
L'unico errore nell'idea di Leucippo
è che in realtà gli atomi sono divisibili.
Inoltre, la sua idea degli atomi spiega
solo in parte
la composizione dell'universo.
In realtà, ciò che sembra la normale materia dell'universo
è piuttosto rara.
Gli atomi di Leucippo, e gli elementi di cui sono fatti,
costituiscono solo il 5% circa
di ciò che sta là fuori.
I fisici definiscono il resto dell'universo,
il 95%
come universo oscuro,
fatto di materia oscura ed energia oscura.
Come facciamo a saperlo?
Lo sappiamo perché guardiamo le cose
e le vediamo.
Sembra banale,
ma in realtà è un concetto profondo.
Ogni cosa fatta di atomi è visibile.
La luce vi si riflette, e la rende visibile.
Se osserviamo lo spazio,
vediamo stelle e galassie.
Alcune, come quella in cui viviamo,
sono meravigliose spirali che ruotano elegantemente nello spazio.
Quando gli scienziati misurarono per la prima volta il moto
di gruppi di galassie negli anni '30
e pesarono il loro contenuto di materia,
ebbero una sorpresa.
Scoprirono che non c'è abbastanza materia visibile
in quei gruppi per tenerli insieme.
Successive misurazioni di singole galassie
confermarono questo risultato enigmatico.
Semplicemente, nelle galassie non c'è abbastanza materia visibile
da fornire gravità sufficiente a tenerle insieme.
Da ciò che si può vedere,
dovrebbero disgregarsi e invece non è così.
Quindi dev'esserci qualcosa
che non riusciamo a vedere.
Questo qualcosa è definito materia oscura.
Attualmente la prova migliore dell'esistenza della materia oscura
viene dalla misurazione del cosiddetto
sfondo cosmico a microonde,
il calore residuo del Big ***,
ma questa è un'altra storia.
Tutte le prove che abbiamo
dicono che la materia oscura c'è
e costituisce la maggior parte della materia
di quelle meravigliose galassie spirali
che riempiono i cieli.
E quindi?
Sappiamo bene che non è il cielo
a ruotare attorno a noi
e che noi abitiamo un pianeta piuttosto comune,
che orbita attorno a una stella piuttosto comune,
nella spirale di una altrettanto comune galassia.
La scoperta della materia oscura ci ha spinti
un passo oltre il centro delle cose.
Ci ha detto che la materia di cui siamo fatti
è solo una piccola parte di ciò che compone l'universo.
Ma non era finita qui.
All'inizio di questo secolo,
gli scienziati che studiavano i confini dell'universo
hanno confermato non solo che tutte le cose si stanno allontanando
fra loro,
come è normale in un universo
cominciato con un denso e incandescente big ***,
ma che anche l'espansione dell'universo
sembra accelerare.
Di cosa si tratta?
O c'è un qualche tipo di energia
che provoca l'accelerazione,
proprio come quando schiacciamo l'acceleratore in macchina,
o la gravità non si comporta esattamente come pensavamo.
La maggior parte degli scienziati opta per la prima ipotesi,
cioè che l'accelerazione sia dovuta a una qualche energia
che hanno definito 'energia oscura'.
Le attuali misurazioni più accurate ci consentono di calcolare
quanta parte dell'universo è oscura.
Sembra che l'energia oscura costituisca
circa il 68% dell'universo
e la materia oscura circa il 27%,
e solo il restante 5% siamo noi
e tutto ciò che riusciamo effettivamente a vedere.
Ma di cosa è fatta la materia oscura?
Non lo sappiamo,
ma la cosiddetta teoria della 'supersimmetria'
potrebbe spiegarlo in parte.
Secondo la supersimmetria, o SUSY in breve,
esiste un'intera gamma di nuove particelle,
alcune delle quali potrebbero costituire la materia oscura.
Se SUSY vienisse dimostrata,
passeremmo dalla comprensione del 5% dell'universo
delle cose visibili,
a circa un terzo.
Non male per un giorno di lavoro.
Forse l'energia oscura sarebbe più difficile da capire,
ma esistono alcune teorie speculative
che potrebbero indicare la strada.
Fra queste, alcune risalgono
a quella prima grande intuizione degli antichi Greci,
l'idea da cui siamo partiti poco fa,
che l'universo deve essere semplice.
Secondo queste teorie esiste un unico elemento
che ha dato origine a tutta la varietà dell'universo,
una stringa vibrante.
L'idea è che tutte le particelle oggi conosciute
siano solo diverse armoniche su questa corda.
Purtroppo, attualmente le teorie delle stringhe
non sono ancora dimostrabili.
Ma, con tutto l'universo ancora da esplorare,
la posta in gioco è alta.
Tutto questo vi fa sentire piccoli?
Non dovrebbe.
Anzi, dovreste meravigliarvi
del fatto che, per quanto ne sappiamo,
apparteniamo all'unica specie nell'universo
in grado persino di afferrarne i misteri,
e stiamo vivendo il periodo giusto
per vedere la nostra conoscenza esplodere.