Qual è il destino dell’universo?

Intervista all’astrofisico Paolo De Bernardis, che ci parla dei suoi studi sulla radiazione cosmica di fondo e delle più recenti teorie astronomiche

In occasione della dodicesima rassegna culturale Il Sabato del Villaggio, promossa dal Comune di Lamezia Terme (Catanzaro), abbiamo intervistato l’astrofisico italiano Paolo De Bernardis, docente all’Università La Sapienza di Roma e studioso della radiazione cosmica di fondo a microonde, tramite esperimenti da pallone stratosferico. De Bernardis è stato membro della seconda, quattordicesima e diciottesima spedizione del programma nazionale di ricerche in Antartide, nei programmi Oasi e Boomerang. Quest’ultimo, che si occupava dell’anisotropia e della polarizzazione della radiazione cosmica di fondo, gli permise, nel 1998, di misurare per la prima volta le oscillazioni del plasma primordiale. De Bernardis riuscì, inoltre, a dimostrare l’assenza di curvatura dell’universo, stimando la densità totale di massa ed energia e osservando la sua struttura dopo il Big Bang. Per questa misura, l’astrofisico ha ottenuto, nel 2001, il premio Antonio Feltrinelli dell’Accademia dei Lincei, la targa Piazzi dell’Inaf/Miur nel 2002 e, quattro anni dopo, il premio Balzan, insieme ad Andrew Lange.

A che punto sono i suoi studi sull’universo primordiale?

«La cosa importante, secondo me, è aver misurato sperimentalmente molti effetti del “nostro” Big Bang, accreditando ciò che 50 anni fa era considerata come un’ipotesi fantasiosa. Dopo la missione Boomerang, abbiamo contribuito a realizzare una sonda ancora più perfezionata, il satellite Planck: lanciata, nel 2009, con un razzo dall’Agenzia spaziale europea, questa ha raggiunto una posizione a un milione e mezzo di chilometri dalla Terra, dalla quale ha raccolto un’immagine molto più completa e accurata dell’universo primordiale».

Come va osservato oggi l’universo primordiale?

«Va osservato con strumenti diversi dai telescopi galileiani. I radioscopi per rilevare microonde ci hanno permesso di fare una mappatura dell’universo primordiale. Le galassie sono ammassi di 200, 300 miliardi di stelle, ma quelle più lontane dalla nostra sono state osservate con strumenti sofisticati. Tuttavia, noi abbiamo accesso solo a una sfera dell’universo, con oggetti luminosi che si trovano a 13,7 miliardi di anni luce. Oltre questa distanza, la luminosità di altre galassie non ha avuto ancora il tempo di arrivare fino a noi (orizzonte causale). Ciò che possiamo fare è cercare di allargare il nostro orizzonte visibile».

Secondo lei, quando conviene utilizzare la fisica newtoniana e quando quella quantistica?

«La fisica di Newton e Galileo è un’ottima descrizione dei fenomeni del moto, in una miriade di situazioni: dalla semplice caduta di un grave sotto l’azione della gravità terrestre, al moto di un treno, a quello di un pianeta intorno a una stella, a quello di una stella intorno al centro della galassia che la ospita. In queste circostanze, la meccanica newtoniana funziona benissimo. In casi particolari, ad esempio vicino a un buco nero o nei primissimi istanti del Big Bang, si deve utilizzare la teoria della relatività generale di Albert Einstein, che descrive bene anche i casi di gravità molto forte. Per fenomeni microscopici, come il funzionamento di atomi o nuclei, è necessario servirsi della meccanica quantistica. Non è detto che questi fenomeni microscopici non abbiano conseguenze anche su scale macroscopiche: ad esempio, la produzione di energia nelle stelle (che consente la nostra stessa vita) è possibile solo grazie al fenomeno dell’effetto tunnel, tipicamente quantistico, che permette a due protoni di avvicinarsi fino a fondersi, nonostante la repulsione sempre maggiore che la forza elettrica produce al loro accostamento».

Tra 5 miliardi di anni il sole sarà destinato a morire e tra 500 miliardi di anni la rarefazione dell’universo porterà, secondo i suoi studi, a una morte termica dello stesso, ma non ci sarà alcun testimone pronto a dimostrarlo. Lei cosa dice in proposito?

«Non sappiamo se l’uomo esisterà ancora tra 500 miliardi di anni. Resto sempre sbalordito di fronte al semplice fatto che l’umanità (apparentemente minuscolo granello dell’universo) abbia potuto evolversi in un intervallo di tempo infinitesimo rispetto all’età dell’universo stesso, oltre a sviluppare metodi e conoscenze che permettono di studiarlo e, in certa misura, capirlo. Sono, quindi, fiducioso: se l’umanità sopravvivrà a se stessa, evolvendosi nel futuro, potrà adeguarsi ai mutamenti dell’ambiente cosmico in cui vive».

Cosa pensa della teoria delle stringhe?

«Stimo chi se ne sta occupando. È una teoria difficilissima. Se riusciranno a svilupparla completamente, questa darà un contributo ai nostri studi di fisica. Purtroppo, si tratta di una teoria complicata, che poche persone riescono a padroneggiare, con calcoli difficilissimi. In tanti l’hanno affrontata, come Gabriele Veneziano. Tuttavia, ora è necessario che essa venga verificata sperimentalmente».