Einstein, il Big Bang e il manoscritto ritrovato

Albert Einstein al Mount Wilson Observatory nel 1931, insieme a Edwin Hubble (al centro) e a Walter Adams. (Credit: California Institute of Technology Archives).

Che Einstein avrebbe formulato una teoria alternativa al Big Bang non è un mistero. Che però che una nuova conferma della sue evoluzione intellettuale provenga da un manoscritto che è sotto gli occhi di tutti da tempo sembra, in prima battuta, abbastanza curioso. Probabilmente risalente al 1931, il manoscritto “ritrovato” era stato catalogato erroneamente ed è consultabile liberamente accedendo agli Archivi di Albert Einstein di Gerusalemme (è online a questo indirizzo). 

In queste pagine il padre della relatività si sarebbe dilettato in congetture (e confutazioni). Avrebbe elaborato una teoria alternativa a quella oggi in voga, che prevede per l’universo una nascita repentina e violenta, difendendo fino alla fine l’idea dello stato stazionario, che trova nel Principio Cosmologico Perfetto la sua radice filosofica. Ma come è possibile se, secondo le ricostruzioni storiche attuali, già vent’anni prima Einstein aveva rifiutato la tesi di un universo immutabile e infinito, che si mantiene ad una densità costante proprio grazie alla creazione continua della materia? La rivista Nature fornisce alcuni dettagli in merito.

Certamente esistono varie testimonianze scientifiche che dimostrano l’espansione dell’universo e che scartano definitivamente il concetto di stato stazionario proposto nel 1948 da Fred Hoyle, Hermann Bondi e Thomas Gold. Le “prove” del Big bang risalgono 1920, quando l’astronomo americano Edwin Hubble ha scoperto che le galassie lontane si allontanano e che lo spazio si sta espandendo. Questo sembra implicare che, in passato, l’universo osservabile era molto più denso e caldo (una specie di brodo primordiale).

Le correzioni di Einstein al suo stesso manoscritto. (Credit: Albert Einstein Archives, Hebrew University of Jerusalem, Israel).

Ciò nonostante, intorno al 1940 fu proprio Hoyle a sottolineare che lo spazio può, in linea di principio, mantenere una densità costante attraverso la continua creazione di materia, dato che la fisica quantistica insegna che le particelle fluttuano nel vuoto, si creano e si annichilano incessantemente. Le particelle si sarebbero fuse per poi formare galassie e stelle: l’universo di Hoyle è sempre infinito e quindi le sue dimensioni non cambiano man mano che si espande.  Il colpo di grazia si ebbe nel 1964, quando Arno Penzias e Robert W. Wilson scoprirono la CMB (Cosmic Microwave Background), la radiazione cosmica di fondo che permea l’Universo antico relitto del Big Bang, l’esplosione da cui tutto avrebbe avuto origine. Sebbene la sua scoperta abbia fornito una prova a sostegno della teoria del Big Bang, è innegabile che vi siano ancora molti problemi aperti (molti misteri rimangono sulla teoria stessa e sulla CMB (Cosmic Microwave Background  o radiazione cosmica di fondo).  Il New Scientist li ha sapientemente elencati.

In questo scenario si inserisce la “rilettura” del manoscritto einsteinano. Il lavoro è da poco alla ribalta grazie a Cormac O’Raifeartaigh, un fisico dell’Istituto di Tecnologia di Waterford in Irlanda, che ha postato il suo studio, insieme con una traduzione in inglese dell’originale manoscritto in tedesco, sul sito arXiv.org. Nello studio, inviato per la pubblicazione al European Journal Physical, si scopre che il manoscritto era stato erroneamente classificato come una prima bozza di un altro documento di Einstein. Dal manoscritto si desume che Einstein, nel 1931, aveva descritto una teoria molto simile a quella che sarebbe stata presentata circa vent’anni dopo proprio da Hoyle. “Questo risultato conferma che Hoyle non era un novellino”, conferma il coautore dello studio, Simon Mitton,  storico della scienza presso l’Università di Cambridge, nel Regno Unito, autore di una biografia di Fred Hoyle: A Life in Science, pubblicata nel 2005.

Il semplice fatto che Einstein abbia preso in esame l’ipotesi di un modello di stato stazionario conferisce maggiore credibilità alle posizioni di Hoyle, dato che dovrà essere riconosciuto dalla comunità scientifica che si occupa di questi temi. “Se solo Hoyle l’avesse saputo, l’avrebbe certamente usato per colpire i suoi avversari”, chiosa Cormac O’Raifeartaigh. Inizialmente Einstein fu sostenitore di questa idea e credette che la generazione spontanea della materia fosse possibile o, almeno matematicamente coerente modificando le equazioni della Relatività Generale. Stando a quanto scoperto da O’Raifeartaigh, Einstein si accorse ben presto di un errore nei calcoli. Per questa ragione lasciò perdere quella teoria. Anche se il modello di Hoyle dovette cedere alle osservazioni astronomiche, non solo resta matematicamente coerente ma la testimonianza di un esercizio teoretico di Einstein proprio su questi temi conferma quanto fosse riluttante ad accettare acriticamente la teoria del Big Bang.

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