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Big Bang (serie completa) - CURIUSS — Transcript

by CURIUSS · 8,424 words · 1,425 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00Agli inizi degli anni 70 alcuni
0:02scienziati si stavano cimentando per
0:04sviluppare una teoria conosciuta con
0:06l'acronimo di Gut, la grande teoria
0:10unificata. aveva un bel po' di problemi
0:12e a noi ne interessa uno in particolare.
0:15Secondo questa teoria, all'inizio
0:17dell'universo avrebbe dovuto generarsi
0:19una notevole quantità di oggetti fatti
0:22in un certo modo. Adesso vediamo come.
0:24Il punto è che quegli oggetti non li
0:25aveva mai trovati nessuno, eppure non
0:27sono affatto una cosa bizzarra. Quando
0:30si fa un corso di fisica si studiano
0:32elettricità, [musica] magnetismo. Sono
0:34fenomeni osservati fin dall'antichità,
0:36ma si è riusciti a comprenderli
0:38all'interno di una teoria coerente solo
0:40nell'occo. E quando si fanno questi
0:42studi c'è una cosa che salta all'occhio
0:45e non è necessario essere scienziati con
0:47un grande intuito. Chiunque studi un po'
0:49questi argomenti se ne accorge.
0:51Elettricità e magnetismo sembrano avere
0:54una perfetta [musica] simmetria tranne
0:56che per un dettaglio. In elettricità si
0:59parla [musica] di cariche positive e
1:01negative. Nel magnetismo parliamo di
1:03poli, polo nord e polo sud di un
1:06magnete. La asimmetria non sta
1:07ovviamente nelle parole che abbiamo
1:09usato, bensì il fatto che nel mondo
1:11dell'elettricità trovo oggetti con una
1:14carica netta diversa da zero. Un
1:16elettrone, ad esempio, ha una carica
1:18elettrica netta negativa, un protone
1:21positiva. Nel mondo del magnetismo
1:24questo non avviene, lì esistono solo
1:27quelli che vengono chiamati dipoli.
1:30Prendiamo una barretta che da un lato ha
1:31il polo nord e dall'altro ha il polo
1:33sud. Si chiama di polo magnetico.
1:36[musica] Se spezziamo la barretta in due
1:38non avremo un polo nord e un polo sud.
1:41Avremo [musica] due pezzi entrambi con
1:42un polo nord e un polo sud e così via se
1:44continuiamo a spezzarle. Un oggetto che
1:46abbia una carica magnetica netta diversa
1:49da zero non si trova una cosa. Solo nord
1:52o solo sud? Niente. A sud di nessun nord
1:55direbbe Bukowski. È strana sta cosa,
1:57specie se stai lavorando con la teoria
1:59Gut, che invece prevede che ci sia pieno
2:01così di questi poli magnetici che si
2:03sarebbero dovuti creare all'inizio
2:04dell'universo. Un bel giorno qualcuno
2:06ebbe un'idea che dava una spiegazione
2:08plausibile di questa strana assenza. La
2:10cosa interessante è che quell'idea
2:12spiegava anche altre cose che nel
2:14frattempo erano state osservate e che
2:16ancora non avevano risposta. Questa
2:18storia però va raccontata dall'inizio e
2:21intendo proprio l'inizio. Abbiamo capito
2:24l'inizio, no? Perché dicevo che era
2:27successo all'inizio dell'universo, ma
2:28non è detto che l'universo abbia un
2:31inizio.
2:34Vabbè, cominciamo dall'inizio.
2:38Dall'inizio.
2:41[musica]
2:48Durante la prima guerra mondiale viene
2:50pubblicata la teoria della relatività
2:52generale. ne abbiamo parlato in più
2:54video. È un nuovo approccio alla
2:56questione della gravitazione. Per
2:58Einstein l'attrazione gravitazionale non
3:00è [musica] una forza, ma è un fenomeno
3:02che si manifesta per come lo
3:04spaziot-tempo si comporta in presenza di
3:06masse. Lo spaziot-t-empo era stato
3:08descritto sempre da lui una decina di
3:10anni prima nella teoria della relatività
3:12speciale. E fin qui si tratta di vedere
3:13quelle 7-8 volte, quella decina di video
3:15che hai fatto, poi uno è a bolla. Non è
3:17necessario, se ci serve qualche
3:18concetto, lo rinfreschiamo qui. Poi, se
3:20volete, eh, ognuno è libero di farsi del
3:23male come meglio crede. Ma torniamo ad
3:26Einstein, perché lui è convinto che
3:27l'universo [musica] sia stazionario.
3:29All'epoca non si hanno ancora
3:30osservazioni che permettono di capire se
3:32sia stazionario o meno. Diciamo che è
3:34una sua sensazione. [musica] Il suo
3:36istinto gli dice quello. Le sue
3:37equazioni però dicono un'altra cosa. Sì,
3:40perché le equazioni della relatività
3:42generale nate per dare una risposta
3:44[musica] al problema della attrazione
3:45gravitazionale sono utilissime per
3:48descrivere il comportamento
3:49dell'universo. Lo capiscono Desitter,
3:52Friedman e Lemetra, i quali provano ad
3:55applicarle all'oggetto universo.
3:58Desitter ipotizza un universo vuoto.
4:01Così [musica]
4:04>> Friedman e Lemetre fanno un passo in
4:06più. Prima però ci fermiamo per una
4:08considerazione. Un universo stazionario,
4:10sia che è così [musica] ed è sempre
4:12stato così, sì, certo, le cose dentro si
4:14muovono, ma in sostanza l'universo non
4:16si modifica. Pone un problema non da
4:18poco. Com'è che c'è sta roba? Le
4:20galassie, le stelle, [musica] i pianeti,
4:22tutti sti atomi, i fotoni, tutto sto
4:24ellio, sto idrogeno. Certo, si può dire
4:26che l'ha fatto Dio, ma non è una
4:28risposta scientifica. Con la stessa
4:29forza posso affermare che l'ha creato un
4:31galagone nano, o un fischione del cile,
4:33un tantalo cinereo, una tortola
4:34tamburina, il crotolo muto o surucu.
4:40Detto anche il terrore dei boschi, basta
4:43becco a scarpa. No, non tirarmi in bollo
4:45il bel scarpa che mi spaventi il gatto.
4:50>> Torniamo alle metre che, diciamolo
4:52giusto perché non pensiate che stiamo
4:53andando a rane. È considerato il padre
4:56della teoria del Big Bang, quindi siamo
4:58sul pezzo. Nel 1927 Leetra applica le
5:01equazioni della relatività generale
5:03all'universo, ma deve fare delle
5:04semplificazioni perché mica sappiamo
5:06com'è l'universo in ogni suo punto.
5:08Sappiamo ad esempio, che le masse
5:10curvano lo spazio-tempo a seconda di
5:11quanto sono grandi. Poi sulla questione
5:13curvatura ci torniamo perché si
5:15rischiano fraintendimenti, non lo
5:16vediamo adesso. Adesso un attimo sto
5:18sistemando l'universo, poi pensiamo alla
5:20curvatura. L'Em sa che deve fare delle
5:24ipotesi. Le due cose che non sa è che
5:26questo calcolo è già stato fatto 5 anni
5:28prima e che l'uomo che lo ha realizzato
5:31sicuramente non gli farà notare la cosa.
5:33È morto da 2 anni a causa di un tifo
5:36addominale. Si chiama Alexander
5:38Friedman, è russo, ha scritto il suo
5:40lavoro in tedesco e non se l'è filato
5:43nessuno. Friedman, nonostante viva solo
5:4537 anni, riuscirà a formare colui che
5:48realizzerà uno dei passi più importanti
5:50[musica] per la comprensione della
5:52teoria del Big Bang. Ma come diceva il
5:54miledi sciallo, un passo alla volta.
5:56Leemetre e Friedman ipotizzano che
5:58l'universo sia omogeneo. Certo, non lo
6:01è, ma se guardiamo in zoom [musica] out,
6:03in zoom out, allarghiamo, allarghiamo,
6:05allarghiamo, tutto sommato l'universo è
6:08abbastanza omogeneo. [musica]
6:09Certo, ci sono le stelle, le galassie,
6:11ma pensiamo a una pagina scritta come
6:13questa. Se [musica] guardo nel
6:14dettaglio, in mezzo a un sacco di bianco
6:16ci sono le parole, sono formate da
6:18lettere, sono spesso diverse. Certo, se
6:21osservo questa parte di pagina è diversa
6:23da questa parte della pagina, è diversa
6:24da questa, ma se allargo la visuale mi
6:26accorgo di una certa omogeneità.
6:28[musica] E questa pagina, anche se vi
6:30sono scritte cose diverse vista da
6:32lontano, non è tanto [musica] diversa da
6:33questa. Non è un'ipotesi così peregrina
6:35pensare che l'universo sia omogeneo e in
6:38più permette di rendere fattibile il
6:40calcolo e poi non c'è ragione di credere
6:41che vi siano delle direzioni
6:43privilegiate e dunque si può considerare
6:45che l'universo sia pure isotropo, ossia
6:47che abbia le stesse caratteristiche
6:48indipendentemente dagli assi. rispetto a
6:50cui lo analizzo. Queste semplificazioni
6:52notevoli, ma tutt'altro che assurde,
6:54permettono a Leetre di giungere a un
6:57risultato. Ottiene quello che viene
6:58detto fattore di scala e per ora non
7:00approfondiamo oltre che stiamo finendo
7:02di sistemare l'universo. Esatto. Che tra
7:04l'altro sta anche andando per le lunghe.
7:06Questo fattore di scala è un numero che
7:08evolve nel tempo in un certo modo. Per
7:11farla breve, osservando l'evoluzione del
7:13fattore di scala [musica] dell'universo,
7:15Lemetr sostiene che secondo le equazioni
7:17di Einstein, l'universo si espande.
7:19Attenzione che non si sta parlando di
7:21movimento di galassie nello spazio, ma
7:23proprio della espansione dello spazio
7:25che c'è fra le galassie. Come sempre,
7:27per dare sostegno a una teoria servono
7:29delle osservazioni. Le osservazioni
7:31arrivano abbastanza presto e nell'arco
7:33di qualche anno, grazie al lavoro di
7:35molti astronomi e in particolare di
7:37Hubble [musica] e Humanson, si vedrà che
7:39il nostro universo è effettivamente
7:41[musica] in espansione. La luce delle
7:44galassie che osserviamo ci racconta che
7:45si stanno globalmente allontanando le
7:47une dalle altre e che quelle più
7:49distanti [musica] si allontanano più
7:50velocemente. Facciamo un esempio
7:52numerico che ci serve giusto per capire.
7:54Ipotizziamo di osservare due galassie,
7:56una che [musica] si trova a 100 milioni
7:57di anni luce da noi e l'altra a 300
7:59milioni di anni luce. Poniamo che dopo
8:01un tot di tempo t [musica]
8:03lo spazio che si espande sia
8:05raddoppiato. La prima galassia si
8:07troverà a 200 milioni di anni luce,
8:09l'altra si troverà a 600 milioni di anni
8:11luce. [musica]
8:12Nello stesso tempo T, la prima si è
8:14allontanata di 100 milioni di anni luce,
8:16la seconda di 300 milioni di anni luce.
8:19La seconda ha viaggiato al triplo della
8:21velocità. Ci si potrebbe chiedere come
8:23diavolo si fa a capire se una galassia
8:26si allontana o si avvicina e poi a che
8:28velocità. Lo si fa osservando le
8:30radiazioni emesse dalle stelle presenti
8:32nelle galassie. Se una galassia si
8:33allontana da noi la radiazione emessa,
8:35potremmo dire, è più stirata, mentre se
8:37si avvicina è più compressa. Si chiama
8:40effetto Doppler, ne avevo già parlato
8:41nel video, sulla energia oscura al
8:43minuto 13.02. [musica]
8:45Ah, che meticolosità. Per non farvi
8:47perdere tempo a cercare. Aggiungerò solo
8:48un particolare storico Cristian Andreas
8:51Doppler. scienziato austriaco muore
8:54nella sua casa a Riva degli Schiavoni a
8:56Venezia. [musica]
8:57Se passate in zona trovate la targa
8:58sulla casa, si trova al numero 413.
9:01[musica]
9:03Ah, che dettaglio, che precise. [urlo]
9:07>> Torniamo al nostro Lemetal. A questo
9:08punto, ho capito come si viaggiava in
9:10avanti, prova ad andare nel passato a
9:12riavvolgere [musica] il nastro
9:13all'indietro. Col rewind il fattore di
9:16scala rende l'universo sempre più
9:17piccolo mano che ringiovanisce.
9:19Riavvolgendo il nastro si arriva a un
9:21punto iniziale, una sorta di istante in
9:23cui l'universo che conosciamo ebbe
9:25probabilmente inizio. Da un lato era una
9:28scoperta confortante. Avevamo detto che
9:30con l'universo stazionario non si
9:33riusciva a rispondere al perché ci fosse
9:35l'universo. Con l'universo in
9:37espansione, invece, la risposta c'era.
9:39L'universo aveva avuto un inizio e poi
9:41si era evoluto. Ok, ma [musica] durante
9:44questo inizio di preciso
9:47cosa era successo?
9:49La cosa fighissima è che queste ipotesi
9:51di come era l'universo nel passato,
9:53possono essere verificate da delle
9:55osservazioni. Ogni volta che guardiamo
9:57una galassia, infatti, vediamo la sua
9:59luce di milioni di anni fa. La vediamo
10:01com'era nel passato. Più osserviamo
10:03galassie distanti, più [musica]
10:04osserviamo nel passato, perché più le
10:07galassie sono distanti, più la luce ha
10:09impiegato tempo per giungere fino a noi.
10:11Si trattava dunque di fare osservazioni
10:13sempre più precise che permettessero di
10:15verificare o di smentire la teoria, la
10:17quale sosteneva che l'universo avesse
10:19avuto un inizio e poi col tempo si fosse
10:22espanso sempre più. Ma prima di vedere
10:24quali erano gli inghipi in cui si
10:25impantanò fin da subito la teoria del
10:27Big Bang, vorrei provare a chiarire una
10:29cosa. Il rischio di oscurarla. Lo so,
10:33vedi tu,
10:35ma azzardiamo. Cercherò come sempre di
10:37compensare i miei limiti con
10:39l'entusiasmo. Riguarda l'espansione.
10:41Parlare di Big Bang significa parlare di
10:44espansione dell'universo. Questa cosa
10:47pone un problema. In cosa si espande
10:51l'universo? Noi siamo abituati a
10:53immaginare cose che si espandono nello
10:55spazio.
10:57Gualtiero si strafoga di crocchette e si
10:59espande nello spazio, ma ci viene detto
11:02che in questo caso è lo spazio ad
11:05espandersi.
11:07Se proviamo a visualizzarlo però finiamo
11:09inevitabilmente con l'immaginare
11:11un ambiente in cui si espande, non ce ne
11:15veniamo fuori. La ragione è che per
11:16poterlo dire in modo corretto dovremmo
11:19parlare di metrica.
11:23È un termine tecnico, ma possiamo
11:25provare a capire grosso modo di cosa si
11:26tratta. Ipotizziamo per comodità uno
11:29spazio in due dimensioni. [musica]
11:31Io sono in grado, avendo le coordinate
11:33di due punti, di determinarne la
11:34distanza. Uso una formula che
11:36nell'occasione è [musica] il teorema di
11:38Pitagora. Poniamo ora che lo spazio si
11:40deformi. La distanza tra i due punti
11:42varia. Loro sono sempre nella stessa
11:45posizione della [musica] griglia, ma la
11:46griglia adesso è deformata. Ora, poniamo
11:49che io abbia trovato una formula che mi
11:51permette di calcolare la distanza fra
11:53questi punti con una deformazione di
11:55quel tipo. Per farlo ho dovuto
11:57aggiungere dei coefficienti al mio
11:58teorema di Pitagora, creando una sorta
12:00di teorema di Pitagora geneticamente
12:03modificato, potremmo dire. L'insieme di
12:05questi coefficienti è sostanzialmente
12:07ciò che chiamiamo metrica. Provo a fare
12:10un'analogia, poi la pianto, andiamo
12:11avanti, ma questo punto, secondo me, è
12:13importante chiarirlo. Gualtiero deve
12:15andare fino alla ciotola di crocchette.
12:17Siamo sempre [musica] in due dimensioni.
12:19Fa una linea retta. Questa è la
12:21lunghezza che separa [musica] il gatto
12:23dalla pappa. Se però io ci metto un
12:25becco a scarpa in mezzo, [musica]
12:27Waltiero che lo teme è costretto a fare
12:30questo giro. È cambiata la [musica]
12:32metrica. Ora la distanza che separa il
12:34gatto dalla pappa è aumentata. Se poi
12:37metto [musica] un becco a scarpa qui e
12:38uno qui, Gualtiero dovrà fare un giro
12:40ancora più lungo. Ecco che la distanza
12:43tra gatto e pappa è diventata [musica]
12:44molto maggiore senza che io abbia dovuto
12:46aumentare le dimensioni di alcunché. Ma
12:48cambiando la metrica, diciamo,
12:50l'analogia ha dei limiti, ma era per
12:53provare a spiegarmi com'è andata. Eh,
12:55confidiamo nell'intuito di chi ascolta.
12:57Quindi nell'universo le distanze fra le
12:59galassie aumentano perché varia la
13:02metrica con un fattore di scala che
13:03dipende dal tempo e che rende col tempo
13:07le distanze sempre maggiori. Avremo un
13:09universo pieno di becchia a scarpa. Eh
13:11sì, questo è il vero destino
13:12dell'universo. Altro che big rip, big
13:15crunch, vecchia scarpa dappertutto.
13:19Se osserviamo l'espansione dell'universo
13:20attraverso la metrica, non dovremmo più
13:22incorrere in quel paradosso di uno
13:24spazio che si espande senza che vi sia
13:28uno spazio in cui aumentare. Capite ora
13:31perché è conveniente avere un universo
13:33omogeneo e isotropo? Se lo immaginiamo
13:36così, abbiamo la stessa metrica in ogni
13:38punto e possiamo sviluppare le
13:40equazioni. Nel dettaglio della realtà
13:41sappiamo che non è così perché se io
13:43sono vicino alla Terra ho una certa
13:44metrica, se [musica] sono vicino a Sirio
13:46ho un'altra metrica e così via, sappiamo
13:47che le masse deformano lo spaziot-tempo
13:50attorno a loro e quindi [musica]
13:51cambiano le metriche. Le metre,
13:53semplificando in modo molto sensato
13:55troverà che le distanze aumentano e
13:57quindi l'universo è in espansione. Ma
13:59questa parola, ecco, va usata con lo
14:01stesso atteggiamento del porcospino
14:03contista, con cautela.
14:07L'espansione è una cosa intrinseca
14:09legata all'evoluzione della metrica. Non
14:12è che l'universo si espande in qualcosa,
14:14è la sua metrica che cambia. [musica]
14:16>> Ecco, il mio dovere l'ho fatto. Non
14:18benissimo. Si fa quel che si può.
14:20fortuna che c'è l'entusiasmo. È arrivato
14:23il momento di vedere in cosa consiste la
14:24teoria del Big Bang, come si è evoluta
14:26nel tempo, quali sono i suoi punti
14:28forti, quali quelli deboli e perché
14:30ancora oggi è la più accreditata.
14:33Andiamo.
14:36[musica]
14:43[musica] Prima di partire, una piccola
14:45precisazione sulla parola teoria. Perché
14:48si corre a volte il rischio di essere
14:50fraintesi? Nel linguaggio quotidiano la
14:52parola teoria è utilizzata talvolta per
14:55parlare di qualcosa di cui non si hanno
14:57prove. Magari si dice in teoria,
14:59sostenendo che nella pratica
15:01praticamente non vi siano elementi per
15:04sostenere una cosa. Teoria,
15:08ecco, in fisica non è così. La teoria
15:11fisica è la descrizione di un fenomeno
15:14in modo [musica] formale, un modello.
15:17Non vuol dire affatto che non abbiamo
15:19prove, al contrario. Quindi se qualcuno
15:21sotto un video che magari, che so,
15:23spiega la meccanica quantistica, fa un
15:24commento del tipo "Eh, ma sono tutte
15:26teorie", ecco, il fatto che lui col suo
15:30[musica] telefono abbia potuto scrivere
15:33sotto quel video un commento significa
15:36che quelle teorie [musica]
15:37funzionano benissimo. Veniamo dunque
15:40alla teoria del Big Bang. L'EMTR calcola
15:43che la velocità di allontanamento delle
15:44galassie è proporzionale alla distanza a
15:46cui si trovano. Fa tornare indietro il
15:48fattore di scala fino al momento in cui
15:50le dimensioni dell'universo sono
15:51praticamente nulle. Questo
15:53matematicamente si chiama singolarità,
15:55cioè è un punto in cui le equazioni
15:57della relatività generale non funzionano
15:59più. Con la matematica arriviamo fino
16:01lì. Ma cosa è successo all'universo? man
16:04mano che si è rimpicciolito. La densità
16:06ovviamente è aumentata, così come anche
16:08la temperatura. Per comprendere cosa
16:10succede in casi così estremi bisogna
16:12[musica] fare appello alla fisica
16:14quantistica. Lo vedremo nel dettaglio
16:16nella seconda parte. Qui era solo per
16:18dare un assaggio.
16:20Aperitino, uno stuzzichino. La smetto.
16:24La smetto. Cosa succede all'istante
16:26zero? Però lo ammettiamo subito, non
16:28siamo in grado di dirlo. Pensate alla
16:31pallina di Gualtiero. Supponete di
16:33osservarla in un istante del suo moto.
16:35[musica] Con la meccanica siete in
16:36grado, conoscendo la posizione e com'è
16:38la sua velocità, di capire dove andrà
16:40[musica] a cadere. Siamo in grado di
16:41sapere anche qual è stata la sua
16:43traiettoria e dunque di sapere che so 2
16:45secondi prima dove si trovava, 3 secondi
16:47prima dove si trovava. Posso giungere a
16:49capire da dove è partita, ma [musica]
16:50una volta arrivato lì non sono in grado
16:53di dire altro. Non so chi l'ha lanciata,
16:55se Gualtiero, io, magari è un rimbalzo.
16:59Ecco, il Big Bang è un po' così,
17:01risaliamo, risaliamo, risaliamo, ma poi
17:03quando arriviamo all'inizio lì di
17:05preciso non sappiamo che cosa è
17:07successo. Il Big Bang però deve essere
17:10per forza una fase molto calda e densa
17:14in cui tutta l'energia presente ancora
17:16oggi nell'universo era concentrata in
17:19uno spazio infinitesimo. Capite che
17:21l'idea è piuttosto bizzarra. Abbiamo
17:24però visto che il modello predice un
17:26universo in espansione e questo avviene.
17:30Certo, non basta. C'era però un'altra
17:32cosa che il modello azzeccava in pieno.
17:35Nel 1948 venne pubblicato un articolo
17:37con questo titolo: [musica]
17:39The origin of Chemical Elements. Le tre
17:42firme in calce sono prestigiose George
17:44[musica] Gamow, Ralph Alphier e Hans
17:46Bet. Di questo articolo vanno
17:48sottolineate due cose. La prima è che si
17:50lavora su quelle che vengono dette
17:53abbondanze cosmiche, ossia si diceva che
17:55secondo la teoria del Big Bang si
17:57sarebbe dovuta produrre una certa
17:59quantità di elio in rapporto
18:01all'idrogeno e questo è confermato. Cioè
18:04il modello dice "Secondo me l'evoluzione
18:06è stata questa. Sono successe tutte
18:07queste cose e a un certo punto stando ai
18:09calcoli si sono prodotti questi tipi di
18:10atomi, bla bla bla bla". Quindi, secondo
18:12me, oggi nell'universo dovremmo
18:13osservare che ci sono delle quantità di
18:15elio e di [musica] idrogeno che stanno
18:16in questo rapporto. Controllate se è
18:19così, yeah. Se non è così, ah, c'è
18:23qualcosa che non va. Ed è così. Il
18:25modello del Big Bang interpreta bene le
18:28abbondanze cosmiche. E la seconda
18:30seconda cosa, hai detto che l'articolo
18:32era importante per due cose. Ma certo,
18:34l'articolo è stato pubblicato il primo
18:36aprile e dentro c'è il nome di Gamou e
18:38questo già dovrebbe fare insospettire.
18:40Gam non era solo un allievo di quel
18:42Alexander Friedman di cui abbiamo detto,
18:44ma anche un mattacchione. Fra i
18:46firmatari dell'articolo, come vi dicevo,
18:48vi è anche il fisico Hans Bete che con
18:51questo paper non c'entra nulla, non ha
18:54scritto una sola parola e probabilmente
18:55nemmeno sapeva della sua pubblicazione.
18:57La ragione per la quale compare è la
19:00golardia di [musica] Gamo, il quale non
19:02vedeva l'ora di poter pubblicare un
19:03articolo firmato Alfer Bete e Gamo. Alf
19:08bet
19:10e per
19:15siepe subito siepe
19:18tant'è che oggi quel paper è conosciuto
19:19come alfabeta gamba.
19:22L'abbondanza relativa dell'Elio è dunque
19:24una prova forte a sostegno della teoria
19:26del Big Bang, ma un'ulteriore prova
19:28avrebbe definitivamente portato il
19:29modello all'attenzione di tutti, anche
19:31dei più scettici. Arrivò 16 anni dopo.
19:34Nel 1964, infatti, succede una cosa
19:36destinata a segnare la storia della
19:39cosmologia. L'universo [musica] da
19:41sempre ci stava parlando e un giorno per
19:44caso due persone lo hanno sentito.
19:49Avevamo accennato questa storia in This
19:51video in cui raccontavamo come Pensias e
19:54Wilson, due giovani fisici, trovarono
19:55quasi casualmente un risultato
19:57clamoroso. Ciò che scoprono è la
19:59cosiddetta radiazione cosmica di fondo o
20:02CMBR dall'acronimo inglese Cosmic
20:05Microwave background Radiation. Stando
20:08alla teoria del Big Bang, l'espansione
20:09dell'universo aveva portato al suo
20:11progressivo raffreddamento e una traccia
20:14di questo non solo doveva esserci, ma
20:17avrebbe dovuto pervadere tutto il cosmo.
20:21Si trattava di onde a frequenza molto
20:23bassa, si tratta di una radiazione di
20:25circa 2,7 Kelvin, cioè 2,7°
20:29sopra lo zero assoluto. Ci si potrebbe
20:31chiedere cosa c'entra la temperatura se
20:34cerco una radiazione. La ragione
20:36[musica] è che un corpo qualsiasi emette
20:39radiazioni che dipendono dalla sua
20:41temperatura. Un pezzo di legno che
20:43brucia emette [musica] luce e in quel
20:45caso è evidente la radiazione luminosa
20:47emessa. [musica] Se non brucia però
20:49emette ugualmente radiazione, solo che è
20:52un tipo di radiazione che non rientra
20:54nell'intervallo di quella visibile da
20:56noi [musica] umani. Avete presente le
20:57termocamere? Ecco, misurano la
20:59temperatura del nostro corpo sulla base
21:01della radiazione emessa. Noi non la
21:04vediamo, ma la radiazione c'è. e si
21:06modifica proprio al variare della
21:08temperatura e solo di quella. Quindi
21:11radiazione e temperatura sono
21:14strettamente connesse. È come se Pencias
21:16e Wilson avessero usato una sorta di
21:18termocamera speciale in grado di
21:20determinare la temperatura dell'universo
21:21[musica]
21:22rilevandone la radiazione. La scoperta
21:25di questa radiazione fossile fu un
21:27grande successo per la teoria del Big
21:28Bang che a quel punto divenne nota a
21:30tutti, anche ai non addetti ai lavori e
21:32poi c'aveva anche un nome che faceva
21:35breccia. Era facile da memorizzare, da
21:37ricordare. Rapido, corto, bello, bing
21:40bang.
21:42Nella teoria non c'è nulla di big e
21:44nulla di Bang. Il nome venne dato, in
21:46senso dispregiativo, dal fisico Fred
21:48Hle, un cosmologo che invece ha sempre
21:51sostenuto una teoria alternativa. Sì,
21:53perché ovviamente vi erano [musica]
21:54altri modelli che cercavano di
21:56interpretare quei dati e soprattutto il
21:58modello del Big Bangava alcune criticità
22:01non da poco. In particolare c'erano tre
22:03cose che non riusciva a spiegare.
22:12[musica]
22:20C'erano alcune cose tutt'altro che di
22:22poco conto a cui il modello del Big Bang
22:25in grado di dare una risposta [musica]
22:26e sono il problema dell'orizzonte,
22:28quello della piattezza e quello dei poli
22:31magnetici. Questi ultimi, lo abbiamo
22:32detto, non si sono mai visti e le teorie
22:35che analizzavano questo aspetto negli
22:36anni 70 brancolavano nel buio. Vediamo
22:39allora l'orizzonte e la piattezza a cui
22:41non abbiamo ancora accennato. Dal nostro
22:42punto di osservazione possiamo vedere
22:44solo una parte di universo. Ne abbiamo
22:46parlato in questo video dall'intrigante
22:48titolo Quanto è grande l'universo.
22:50[musica]
22:51Stando alla teoria del Big Bang, così
22:53come era formulata fino agli anni 70,
22:55molte delle parti di universo che
22:57osserviamo, considerando
22:58nell'espansione, [musica]
22:59appartenevano a zone che non avevano mai
23:02avuto modo di interagire, eppure
23:04facevano registrare delle
23:05caratteristiche troppo simili. In
23:07particolare la CMBR, la radiazione
23:09cosmica di fondo, era praticamente
23:12identica ovunque. Eppure, secondo la
23:15teoria, quando quella radiazione era
23:17stata emessa, alcune parti dell'universo
23:20che osserviamo erano separate e lo
23:24sarebbero sempre state. Immaginate di
23:26individuare due popolazioni che vivono
23:28[musica]
23:28su due isole diverse e vi dicono che non
23:31sono mai state in contatto fra loro. Vi
23:34stupireste non [musica]
23:36se parlassero la stessa lingua. Direste
23:38"No, è troppo improbabile, andiamo alla
23:40ricerca se magari in qualche momento
23:41della loro storia hanno avuto dei
23:43contatti". Ecco, la situazione era un
23:45po' questa. La teoria del Big Bang non
23:47spiegava il perché di questa omogeneità
23:50di [musica] caratteristiche fisiche
23:52riscontrata in parti dell'universo che
23:54non si erano mai viste neanche di
23:56striscio. C'era infine il problema della
23:58piattezza, le misurazioni ci
24:00restituivano un universo piatto, ossia
24:03dove funziona la geometria euclidea.
24:06Stando al modello del Big Bang perché
24:08dopo tanto tempo l'universo fosse ancora
24:10piatto, significava che [musica]
24:12all'istante iniziale la sua densità era
24:16esattamente uguale a quella critica,
24:18ossia la densità per la quale l'universo
24:21è piatto, per l'appunto. Per fare questi
24:23calcoli si tira in ballo di solito la
24:25lettera Omega, come abbiamo già visto
24:27nel video sull'energia oscura, che è il
24:29rapporto fra la densità dell'universo e
24:31per l'appunto la densità critica. Ma per
24:33avere un universo come lo vediamo oggi
24:35all'inizio omega doveva essere uno in
24:38pacca. al massimo si poteva discostare
24:40di un valore di 0,00.
24:42Questo qui uno
24:45niente, anche questa cosa era molto
24:47strana, non sembrava essere frutto delle
24:50condizioni iniziali, ma piuttosto dovuto
24:53a un processo avvenuto appena dopo la
24:55nascita dell'universo. Alla teoria del
24:57Big Bangva [musica] pezzo ed era un
25:01pezzo grosso che avrebbe completamente
25:03cambiato la storia che quel modello ci
25:05stava raccontando. Una modifica quasi
25:07magicamente [musica] metterà a posto
25:09tutte queste criticità. Ma c'era un
25:11prezzo da pagare. Se il modello del Big
25:15Bang sembrava già qualcosa di molto
25:18strano, il suo aggiornamento, il 2.0,
25:21[musica] vi farà apparire la prima
25:23versione come la cosa più plausibile del
25:26mondo. Preparatevi a ricalibrare i
25:28vostri parametri [musica]
25:29dell'assurdo. Nella seconda e ultima
25:31parte si parlerà di inflazione cosmica,
25:35una delle [musica] cose più deliranti
25:36che la mente umana abbia mai partorito.
25:39Ma questo è niente. L'incredibile
25:41è che funziona.
25:48[musica]
25:53Poniamo di trovarci sulla scena di un
25:55delitto, di [musica] quelli misteriosi,
25:56come nei libri gialli. Una persona giace
25:58a terra, ci sono degli oggetti in varie
26:00posizioni, il corpo presenta segni
26:02particolari. Cominciamo l'indagine.
26:04[musica] Per capire chi ha commesso il
26:06crimine, dobbiamo ricostruire al meglio
26:08ciò che è avvenuto. Analizziamo tutto
26:10quanto si trova nella stanza, facciamo
26:12fotografie, osserviamo con attenzione la
26:13porta, la finestra, poi lasciamo però
26:15spazio a quelli che hanno gli strumenti
26:17e le capacità per ottenere informazioni
26:19che noi non possiamo vedere. Gli addetti
26:22alla scientifica che passano in Luminol
26:24per le tracce di sangue, ricavano
26:25impronte digitali dagli oggetti, il
26:27medico che [musica] cercherà di
26:28individuare l'orario del decesso, da
26:30cosa è stato causato e così via. Abbiamo
26:32dunque una serie di dati osservati
26:33[musica]
26:34direttamente e una serie di dati che ci
26:36arriveranno dopo un po' di tempo. Ma non
26:38finisce qui. Proviamo a interrogare i
26:40testimoni, vediamo se in zona ci sono
26:41telecamere di sorveglianza che possono
26:43darci una mano alla ricostruzione,
26:44insomma, si procede, ma con una
26:46certezza. Quello che realmente è
26:49avvenuto in quella stanza [musica] e il
26:51momento esatto in cui sono accaduti
26:53certi avvenimenti lo potremo sapere solo
26:55con un certo grado di incertezza. certe
26:57parti ci sembrerà impossibile poterle
26:59ricostruire perfettamente. Non solo il
27:02medico ci dirà l'orario del decesso
27:04all'interno di una finestra temporale e
27:06dunque non sapremo l'istante preciso in
27:08cui è avvenuto, ma anche numerose altre
27:10cose paiono al di fuori della nostra
27:12portata. L'assassino e la vittima
27:14stavano parlando? Se sì, cosa dicevano?
27:17Se nessuno li ha sentiti, non lo sapremo
27:20mai. La nostra ricostruzione sarà sempre
27:22imperfetta. L'importante però è che non
27:24presenti incongruenze con la realtà che
27:26abbiamo esaminato. È chiaro che più
27:28elementi abbiamo più è facile dare una
27:29ricostruzione plausibile perché in
27:31genere avere molti elementi restringe il
27:33campo delle ipotesi. Col passare del
27:35tempo, però si possono aggiungere nuove
27:37prove perché, intanto il progresso
27:39scientifico ha fatto sì che certi
27:40dettagli possano essere esaminati con
27:42maggior precisione e può così succedere
27:44che delle nuove evidenze ci obblighino a
27:46modificare la storia che avevamo
27:47immaginato, a volte addirittura a
27:50stravolgerla. Ma per quanto precisi
27:52siamo, ci sarà sempre qualcosa di
27:54oscuro, qualcosa che dovremo ipotizzare.
27:58Immaginare che sia andata così perché
27:59altrimenti la nostra ricostruzione non
28:01starebbe in piedi. Laddove non abbiamo
28:03delle prove che dimostrino la nostra
28:05ipotesi, l'unica arma che abbiamo la
28:08logica. Perché la nostra ricostruzione
28:09sia corretta, occorre che so che
28:11l'assassino avesse una copia delle
28:13chiavi.
28:14Non abbiamo nulla che ci dice che sia
28:16vero, se non la nostra teoria, la quale
28:18altrimenti non regge. Poniamo che dopo
28:20del tempo si scopra che esisteva
28:21veramente una copia delle chiavi. Quella
28:24è un'ulteriore informazione che avvalla
28:26la nostra ricostruzione. Ma cosa succede
28:28se dovessimo appurare che non esisteva
28:29nessuna copia delle [musica] chiavi?
28:31dovremmo dare una spiegazione e questo
28:33può voler dire rivedere tutto da capo.
28:37Forse tutta la nostra ricostruzione è
28:39sbagliata e dobbiamo cambiare totalmente
28:41prospettiva. Oppure no? Oppure la nostra
28:44ricostruzione è ancora valida e
28:46modificandone solo una parte riusciamo a
28:48comprendere anche la nuova prova.
28:50Prologo ampio direi.
28:53Era per dire che in scienza funziona
28:55così. La scena del crimine è la natura
28:57con tutta la sua molteplicità e tutte le
28:58informazioni che è in grado di darci.
29:00Alcune le sappiamo cogliere, altre le
29:02impareremo a cogliere in futuro. Quando
29:04dobbiamo capire l'origine del nostro
29:05universo, come dei detective, dobbiamo
29:07[musica] cercare le prove in quello che
29:09possiamo vedere oggi. Non eravamo sulla
29:12scena del delitto, [musica] dobbiamo
29:14ricostruire a distanza di tempo e
29:15dobbiamo raccogliere il maggior numero
29:17di prove. La nostra teoria di come sono
29:19andati [musica] i fatti, potremmo dire
29:20il nostro modello, che altro non è che
29:22la storia di come si sono svolte le
29:24vicende, deve essere il più possibile
29:26aderente alle prove che abbiamo
29:27raccolto, deve essere plausibile. Il
29:30modello del Big Bang raccontava uno
29:31sviluppo dei [musica] fatti. Furono
29:33raccolte alcune prove che lo
29:34confermavano, ma c'erano dei lati ancora
29:36poco chiari. Si trovarono poi evidenze
29:39che quel modello non poteva [musica]
29:41essere corretto. La teoria del Big Bang
29:43dava dei problemi. C'erano delle cose
29:45sulla scena del delitto che quella
29:47narrazione non riusciva a spiegare.
29:49Forse il nome dell'assassino era giusto,
29:51ma la ricostruzione faceva acqua. I
29:53punti irrisolti li avevamo accennati
29:55nello scorso video, la prima puntata di
29:58questa miniserie. A questo giro dobbiamo
29:59entrare un po' più nel dettaglio se
30:01vogliamo provare a capire il cambiamento
30:02radicale che vide la luce fra la fine
30:04degli anni 70 e l'inizio degli anni 80.
30:08Si parte. Non c'era la copia delle
30:10chiavi.
30:12No, continuavo la metafora di quella.
30:18Si parte.
30:20[musica]
30:24>> [musica]
30:29>> Dalle nostre osservazioni l'universo
30:31pare [musica] essere quasi perfettamente
30:33piatto. Stando al modello del Big Bang
30:35sono passati circa 14 miliardi [musica]
30:37di anni dall'inizio e come abbiamo già
30:40detto se dopo così tanto tempo è
30:41[musica] praticamente piatto significa
30:43che all'inizio aveva una condizione di
30:45densità particolarissima. Apro una
30:47parentesi. Quando si parla di universo
30:49piatto non si intende in due dimensioni.
30:51L'universo rimane per noi un oggetto in
30:53tre dimensioni spaziali e una temporale.
30:55Dire che è piatto significa dire che se
30:56ci mettiamo a fare i calcoli e le misure
30:58in questo spazio, la geometria di
31:00Euclide, quella che studiamo a scuola
31:02fino alle superiori, funziona
31:03perfettamente. Ad esempio, la somma
31:05degli angoli interni di un triangolo è
31:06180°. Per dire, immaginatevi di
31:09costruire un triangolone che occupa una
31:11certa parte di universo immaginando i
31:12lati percorsi da raggi luce. Ecco, la
31:14somma degli angoli interni è 180°. È
31:16chiaro che in alcuni punti vicino alle
31:18masse lo spazio-tempo si curva, ma come
31:20già dicevamo nella prima puntata, quando
31:21facciamo i conti con l'universo lo
31:23consideriamo omogeneo e isotropo, che è
31:25una semplificazione, ma neanche più di
31:27tanto. Il problema della piattezza è che
31:30sembrava strano che l'universo
31:31all'inizio avesse le condizioni [musica]
31:34perfette per essere piatto. Sono
31:36praticamente infinite le condizioni che
31:38lo possono rendere curvo, ma invece
31:41quelle che lo possono rendere piatto
31:42sono pochissime. È come una matita che
31:44appoggio sulla punta. Sono infiniti i
31:45modi in cui la posso appoggiare perché
31:47[musica] cada, ma perché stiene
31:48equilibrio devono esserci delle
31:50condizioni particolarissime, essendo in
31:52teoria le caratteristiche del nostro
31:53universo [musica] casuali, va che è
31:55strano che fosse proprio così. Ma ancora
31:58più strano era il problema
32:00dell'orizzonte
32:05sempre nella prima puntata, del resto è
32:08l'unica che abbiamo fatto.
32:10>> Momento, cioè con tutto il tempo che hai
32:11fatto passare ce la siamo anche
32:12dimenticata l'ultima puntata.
32:14>> Dicevo, si era accennato al fatto che vi
32:15sono zone dell'universo che non sono mai
32:17state in contatto fra loro, ma che
32:19presentano caratteristiche molto simili.
32:21si potrebbe obiettare, ma come non sono
32:22mai stato in contatto se all'inizio del
32:23nostro universo
32:26[musica]
32:30>> wait.
32:33[cantare]
32:33[musica] Questo è Wait, è un'altra roba.
32:37Ecco, se tutto era contenuto in uno
32:38spazio minuscolo è chiaro che tutto era
32:40vicino. Il punto è che la radiazione
32:42cosmica che noi osserviamo è [musica]
32:44stata emessa circa 380.000 anni dopo il
32:47Big Bang. Stando ai calcoli di quella
32:49che era la teoria del Big Bango agli
32:51anni 70, [musica]
32:52l'espansione non era avvenuta in modo
32:54proprio lineare, diciamo quasi lineare,
32:57tranne che in un momento all'inizio.
33:00Osservate il grafico dell'evoluzione
33:02dell'universo, diventa sempre più grande
33:04col passare del tempo, ma se andiamo a
33:06vedere nel dettaglio i primi istanti ci
33:09accorgiamo che l'espansione era stata
33:11[musica] molto maggiore all'inizio.
33:13Pertanto, quando la radiazione cosmica
33:15di fondo viene emessa, ossia più o meno
33:17in questo punto, l'universo ha già
33:19notevoli dimensioni e ci sono delle zone
33:21che non hanno nessun collegamento con
33:23altre, nel senso che non si sono ancora
33:25scambiate fotoni. Del resto, l'unico
33:27modo di scambiarsi informazioni a certe
33:29distanze è quello di raggiungersi
33:31attraverso onde elettromagnetiche. È
33:33dunque dopo 380.000 anni che cominciano
33:35a viaggiare i fotoni. Quindi molte parti
33:37dell'universo non comunicano [musica]
33:39perché i fotoni hanno una velocità
33:41finita, quella della luce. Quindi hanno
33:43bisogno di tempo per spostarsi, [musica]
33:45ma intanto l'universo si espande. Sicché
33:47ancora oggi, a distanza di oltre 13
33:49miliardi di anni, molte zone non sono
33:51mai state in contatto. Noi, ad esempio,
33:53vediamo solo una parte dell'universo. Ci
33:55sono galassie [musica] che non vediamo e
33:57che non abbiamo mai visto, ma
33:59soprattutto dal nostro punto di
34:00osservazione [musica] vediamo parti
34:02dello spazio che fra loro non sono mai
34:04state in contatto, eppure risultano
34:06evidentemente [musica]
34:07molto simili. La radiazione cosmica di
34:09fondo aveva da un lato fornito una prova
34:12pesante e consistente alla teoria del
34:14Big Bang. Dall'altro aveva posto una
34:16questione che rendeva poco plausibile
34:18quella stessa teoria. Com'era possibile
34:20che la radiazione fosse così omogenea? È
34:23uguale in ogni punto dello spazio la si
34:25misuri. Ricordiamoci che siamo a fine
34:26anni 60, primi anni 70. Quindi idee da
34:29sistemare, pantaloni a zampa di
34:30elefante, radiazione cosmica di fondo
34:32misurata in modo ancora un po'
34:32approssimativo. Ecco, queste sono le
34:34caratteristiche dell'epoca. Era come se
34:36sulla scena del delitto avessimo trovato
34:38una prova chiave a sostegno della nostra
34:39[musica] ricostruzione dei fatti che
34:41incastra quello che a noi pare
34:42l'assassino. Ma al tempo stesso questa
34:45stessa prova mettesse in luce che una
34:47parte di quella stessa ricostruzione non
34:49è più plausibile. L'assassino era quello
34:52giusto, ma il delitto era stato commesso
34:54in un modo diverso. Bisognava capire
34:57come
35:01[musica]
35:08la gravità, lo sappiamo, è attrattiva, è
35:11una sua caratteristica. non sappiamo
35:13perché, ma attrae sempre, un po' come
35:15Scarlet Johanson, come Gualtiero, non si
35:17sa perché, ma attraggono.
35:20Già dai tempi successivi alla
35:22pubblicazione della relatività generale
35:23e dagli studi che ne derivarono, c'era
35:25nell'aria l'idea che potesse esistere
35:27anche una sorta di gravità [musica]
35:30repulsiva. La costante cosmologica di
35:32cui abbiamo parlato nel video sulla
35:33energia oscura ne è un esempio. La
35:36gravità repulsiva divenne però la vera
35:38protagonista il giorno in cui alcuni
35:40scienziati ne ipotizzarono una versione
35:42per modificare la teoria del Big Bang.
35:45Andiamo a vedere.
35:48Perché l'universo avesse quella
35:50omogeneità che si osservava, l'inizio
35:52doveva essere stato diverso da quello
35:54che si era calcolato. La curva avrebbe
35:56dovuto fare una cosa del genere, ossia
35:58essere molto più morbida nella prima
36:00fase, in modo da lasciare la possibilità
36:02al tutto di omogeneizzarsi [musica]
36:04e poi avere un'espansione incredibile in
36:06un lasso di tempo brevissimo. In
36:08italiano la parola inflazione la usiamo
36:09quasi esclusivamente in economia, ma in
36:12inglese inflation significa anche grande
36:14espansione, gonfiarsi. In realtà la
36:16parola origine dal latino inflazio che
36:19sta appunto per enfiamento da inflare.
36:23La lingua anglosassone riporta anche il
36:25verbo stesso toflate, il cui significato
36:28prettamente economico risale al termine
36:30della guerra di secessione degli Stati
36:32Uniti d'America.
36:34Comunque inflazione economica è il
36:35gonfiarsi dei prezzi, ma in inglese
36:37viene usato anche per indicare una
36:39espansione. Il modello che mette a posto
36:41le cose lasciate irrisolte dalla teoria
36:42del Big Bang è quello che prevede
36:45[musica] l'effetto della inflazione
36:47cosmica. I padri di questa teoria sono
36:50diversi. Ci sono i russi Alexi
36:52Starobinski e Andrei Linde in
36:53particolare, ma ci si ricorda
36:55soprattutto di lui, [musica] Alan Gut
36:57che poco più che trentenne fu tra i
36:59primi a comprendere che se un campo di
37:00energia molto particolare avesse
37:02permeato tutto lo spazio, si sarebbe
37:05potuta verificare una espansione
37:07impressionante in tempi rapidissimi.
37:09Quando si parla di inflazione cosmica si
37:11parla di qualcosa avvenuto poco dopo il
37:13Big Bang, in circa 10 all men- 33
37:16[musica] secondi, cioè miliardesimo,
37:17miliardesimo, miliardes milio di
37:18secondo, ha fatto sì che l'universo
37:20avesse un'espansione di circa 10 alla 26
37:22volte, [musica] cioè miliardi di
37:23miliardi di miliardi di volte, cioè una
37:25cosa che non riusciamo neanche a
37:26immaginarci, una cosa fuori dagli schemi
37:29su questa espansione. Per ora però ci
37:30mettiamo un asterisco e ci torniamo. È
37:33il 1980 quando questa modifica alla
37:35teoria del Big Bang comincia a farsi
37:37strada. Andiamo a vedere nell'ordine di
37:39cosa si tratta, che problemi risolve,
37:41che problemi non risolve e perché a
37:43distanza di decenni provoca ancora un
37:45certo scetticismo.
37:47[musica]
37:56L'inflazione cosmica mette a posto le
37:58tre questioni principali lasciate in
37:59sospeso dalla teoria del Big Bang. La
38:01ragione per la quale non si trovano poli
38:03magnetici, ma solo di poli, potrebbe
38:05essere dovuta a questa espansione
38:07violenta che ha fatto sì che i poli si
38:09distribuissero in uno spazio talmente
38:12ampio da rendere plausibile l'idea che
38:14dalle nostre parti, per esempio, non se
38:15ne vedano. Il problema dell'omogeneità
38:17viene risolto perché, come dicevamo, con
38:20questo meccanismo le parti di universo
38:22avevano [musica] avuto tempo e modo di
38:23uniformarsi e poi una volta espulse,
38:26molto distanti da non poter più
38:27comunicare, continuare a mantenere
38:29[musica] le stesse caratteristiche.
38:31Attenzione che è normale che questo
38:32problema dell'omogeneità venga messo a
38:34posto. Il modello dell'inflazione nasce
38:36proprio con l'idea di sistemare questo
38:39aspetto e a questo proposito ne
38:41approfitto per sottolineare una cosa: un
38:43modello è tanto più valido quanto più
38:45azzecca previsioni. Che risolva delle
38:47questioni già presenti è importante, ma
38:51non segna punti perché, come in questo
38:53caso viene costruito un po' ad hoc per
38:56azzeccare [musica]
38:57quelle questioni. Ovvio che il modello
38:58deve funzionare fisicamente,
39:00matematicamente deve stare in piedi e
39:03non è una passeggiata imbastirlo. Però
39:04capite che fintanto che azzecca cose che
39:06sono già state osservate è un po' come
39:08le previsioni di Nostradamus che si
39:10scoprono giuste dopo che è successo il
39:12fatto, ma non c'è che non si capisce una
39:14cippa di quello che ha scritto, allora
39:16uno guarda quello che succede, poi va a
39:18vedere quello che ci assomiglia di più,
39:20dice "Guarda che se lo vediamo così". ha
39:21detto, "Eh, guarda che bravo, l'ha detto
39:23proprio dopo, però
39:25vabbè." Quando invece un modello prevede
39:28una cosa, ossia dice "Secondo me deve
39:31esistere questa cosa e deve essere fatta
39:33così e così" e poi si scopre che
39:35[musica] esiste ed è proprio fatta così,
39:37allora lì sì che si segnano punti a
39:39favore del modello. Ma torniamo
39:41all'inflazione cosmica che sistema anche
39:42il problema della piattezza. Per effetto
39:44di un'espansione così accelerata,
39:46infatti, un universo curvo potrebbe aver
39:49raggiunto delle dimensioni tali da poter
39:52sembrare a noi piatto oggi. Esattamente
39:54come la Terra che quando andiamo su un
39:56monte e la osserviamo ci sembra piatta
39:58perché la Terra è piatta localmente.
40:03La piattezza che misuriamo dell'universo
40:05è inevitabilmente quella dell'universo
40:07che possiamo vedere. È come se potessimo
40:09fare i calcoli solo su qualche
40:11chilometro quadrato. Diremo che la Terra
40:13è piatta.
40:14>> Ehi, l'asterisco,
40:16>> ma che è che che da dove
40:18>> avevi messo un asterisco?
40:20>> Dovevo ricordarmi di dire che in fisica
40:22si dice che nulla può viaggiare più
40:24velocemente della luce, ma bisogna
40:25tenere a mente che si intende nello
40:27spazio vuoto. Nulla vieta allo spazio di
40:30espandersi alla velocità che vuole. Per
40:32cui l'ipotesi inflazionaria non viola
40:34alcuna legge fisica conosciuta. Oggi
40:37quando parliamo della teoria del Big
40:38Bang, dunque non parliamo più della
40:40teoria originale con tutti i problemi
40:42che aveva, bensì della teoria completata
40:45dal fenomeno dell'inflazione. Ma come
40:47era stata possibile questa espansione
40:49improvvisa e soprattutto aveva lasciato
40:52tracce? Avevamo modo di trovare qualcosa
40:54che provasse che fosse davvero avvenuta.
40:57Il nostro mestiere di detective
40:59continua.
41:02Matematicamente da descrivere è molto
41:04complesso, ma semplificando possiamo
41:07dire che l'inflazione per poter avere
41:10luogo necessita della presenza di un
41:12campo scalare detto inflatone, che è
41:14quella cosa che quando ti sei scofanato
41:16peperonata e fagiolata insieme poi c'è
41:18un senso di di inflatte. Un campo
41:21scalare, calma, calma che non è
41:23difficile, è un campo che non è
41:25caratterizzato da una direzione e un
41:27verso. La temperatura in una stanza, ad
41:29esempio, la posso rappresentare con una
41:30funzione che è appunto un campo scalare.
41:32In pratica a ogni punto associo un
41:33numero. Si potrebbe dunque cercare se
41:35esiste questo inflatone, [musica]
41:37potrebbe esserci, ma nella realtà
41:39trovarlo è impossibile, almeno per ora.
41:42Infatti, per le altissime energie in
41:43gioco, l'inflatone non è qualcosa che si
41:46può ricreare qui dalle nostre parti. Per
41:48fare un parallelo, anche il bosone di
41:49Higs [musica] è un campo scalare che era
41:52possibile osservare con energie molto
41:53alte. Energie che a un certo momento
41:55però [musica] sono state alla nostra
41:57portata. Infatti, lo abbiamo osservato,
41:59ecco l'inflatone, se c'è non è alla
42:02nostra portata. Nel frattempo, però una
42:04cosa si rivelò più alla nostra portata,
42:06la misura della radiazione cosmica di
42:09fondo. Ricordate che sembrava
42:10perfettamente uniforme? Ecco, era
42:13uniforme, ma non perfettamente. Vi sono
42:16state negli anni alcune celebri
42:17missioni, fra cui Kobe, Wmap, [musica]
42:20Plank, le quali hanno fornito misure
42:22sempre più precise di quelle che vengono
42:24[musica] dette anisotropie, ossia
42:26piccole variazioni minime, ma davvero
42:28minime, di temperatura della radiazione
42:30cosmica di fondo, fornendo un quadro più
42:33preciso di come è distribuita la
42:35cosiddetta [musica] CMBR. Ora, cosa
42:38c'entrano queste anisotropie e
42:40soprattutto perché parlare di modello
42:42inflazionario in realtà non è del tutto
42:44corretto? Cerchiamo di chiudere il
42:46cerchio. Già che stai per chiudere ci
42:48avrai altre due domande. Vediamo. Dove è
42:50avvenuto il Big Bang? E poi se
42:54l'universo si espande, si dilata,
42:56diciamo, come facciamo a misurare questa
43:00dilatazione? nel senso che si
43:02dilateranno anche i nostri strumenti di
43:04misura e quindi non dovremmo riuscire a
43:07a misurarla in teoria.
43:10Go.
43:11>> Grazie. è che dopo l'inflatone uno si
43:13sente anche un po' più libero di
43:15Innanzitutto le piccole variazioni
43:16rilevate nella [musica] radiazione
43:18cosmica di fondo sono previste dal
43:20modello inflazionario e quelle che
43:22osserviamo sono molto simili alle
43:24previsioni e questo è un bel colpo per
43:27il modello. E a proposito di modello, ho
43:29sempre parlato di modello inflazionario,
43:31ma è più corretto parlare di modelli
43:34inflazionari, nel senso che nel corso
43:36del tempo, sulla base dell'idea
43:38dell'inflazione, sono stati proposti
43:40molti modelli diversi che con vari
43:43approcci provano a dar conto di come
43:45dovrebbe essere avvenuta questa
43:48espansione così violenta e così
43:50improvvisa. Per quanto riguarda il dove
43:52è avvenuto il Big Bang, non bisogna
43:54cadere nell'errore di pensare a un punto
43:56da cui poi tutto si sia espanso, come se
43:58ci fosse una sorta di centro
44:00dell'universo. Non è così. Se si pensa
44:02all'universo come un qualcosa che si
44:04espande intrinsecamente, come ho cercato
44:07di spiegare nel primo video parlando
44:09della metrica, ecco, se si pensa in
44:11quell'ottica non si dovrebbe cadere
44:13nell'errore di pensare che c'è un punto
44:15da cui è avvenuto tutto. Il Big Bang è
44:18avvenuto ovunque, potremmo dire.
44:20Pensiamo alla radiazione cosmica di
44:22fondo. Se fosse l'onda di un evento che
44:24ha avuto il luogo in un punto preciso,
44:27avremmo dovuto vederla passare e basta.
44:29È come un'onda sonora. Uno che dice "Oh,
44:31cioè io sento oh, basta". Non è che
44:34sento oh, oh, oh, oh, cioè non è che
44:37continuo a sentire oh, cioè
44:39>> Oh, basta.
44:41>> Chi è che che che da dove? Per quanto
44:43riguarda l'espansione, in effetti, uno
44:45potrebbe dire, "Ma se tutto si dilata,
44:46anche il mio metro per misurare
44:51si dilata e dunque non dovremmo
44:53accorgerci di nulla". In ogni caso no,
44:54gli oggetti, come ad esempio un metro
44:56[musica] che so di metallo, non si
44:58espandono. Il metro è formato da atomi
45:00che sono legati fra loro in un reticolo
45:03cristallino e la struttura è tale che se
45:05si cerca di dilatarla o comprimerla
45:07[musica] reagisce con delle forze
45:09interne che tendono a mantenere la sua
45:11dimensione. Ma se il modello del Big
45:13Bang aveva dei problemi che sono stati
45:15risolti, anche la versione con
45:16l'inflazione cosmica lascia aperti dei
45:19capitoli che danno da pensare e da
45:21lavorare ai cosmologi. E in cosmologia,
45:23come avete visto, non sono mai cose da
45:25poco, si parla sempre di cose grosse.
45:28Insomma, sono recentemente saltati
45:29[musica] fuori dei testimoni che danno
45:31delle versioni diverse dei fatti
45:34rispetto a quelli che c'eravamo
45:35immaginati.
45:37[musica]
45:45Partiamo subito da lui, dal telescopio
45:47spaziale web che sta facendo
45:48egregiamente il suo sporco lavoro. Lui è
45:51il nostro testimone di eccellenza.
45:52[musica]
45:53È stato pensato per indagare proprio
45:54così lontano nel tempo da avvicinarsi il
45:56più possibile a quel periodo in cui si
45:59sono formate le prime galassie, [musica]
46:00stando ai nostri calcoli. Ha trovato
46:02delle cose piuttosto inaspettate, nel
46:05senso che dette in parole povere, sono
46:06state osservate galassie già formate
46:08[musica] in epoca in cui in teoria non
46:10avrebbero dovuto esserci, almeno non
46:12così strutturate. Ma come in ogni
46:14indagine che si rispetti, bisogna
46:16verificare l'attendibilità del testimone
46:18web è bravissimo, ma occorre sempre fare
46:21molti accertamenti e verifiche prima di
46:23dare per certi alcuni dati. Al momento
46:27in cui questo video è stato girato, si
46:28stanno facendo ancora controlli e solo
46:30il tempo ci dirà se veramente Web ha
46:33trovato qualcosa di strano oppure no. Se
46:35siete arrivati fino a qui significa che
46:36vi siete sorbiti quasi un'ora di
46:38discorsi [musica] sul Big Bang e avrete
46:40ben chiaro che si tratta di una teoria
46:41che poggia su basi solide. Ad esempio,
46:44se si dovessero davvero scoprire
46:45galassie già formate in tempi remoti, la
46:47prima cosa che si metterebbe in
46:48discussione sarebbe la nostra teoria
46:50sulla formazione delle galassie. Magari
46:52sbagliamo qualcosa lì e il modello del
46:54Big Bangulla. In ogni caso, come già
46:56detto, in cosmologia siamo in un mondo
46:58di avanguardia [musica] dove si naviga a
47:00vista e ogni nuovo dato va sempre preso
47:02con le pinze e verificato 1000 volte
47:05prima di dargli peso. E a proposito di
47:07dati, ve n'è uno. In realtà è doppio, è
47:10uno e bino e lascia perplessi, anche se
47:12non l'ho mai messa al centro del
47:14discorso, i valori che utilizziamo nel
47:16modello del Big Bang si basano sulla
47:18cosiddetta costante di Hubble. E un
47:20giorno mi piacerebbe farci un video ad
47:21ho doo. E a partire da lei, da questa
47:23costante, che sono stati fatti i calcoli
47:25con le formule della relatività
47:27generale. Ecco questa costante misurata
47:29[musica] inizialmente da Hubble, che ci
47:30dice quanto si espande l'universo, negli
47:33anni, col passare del tempo, [musica] è
47:35stata sempre aggiornata. Il suo valore è
47:37stato migliorato grazie a nuovi
47:38strumenti e a nuove osservazioni. In
47:40tempi recenti però si è usato un metodo
47:42diverso per misurarla. Non entro nel
47:44dettaglio qui che già siamo stremati. Mi
47:46interessa solo dare il giusto carico di
47:49importanza alla cosa, perché dai numeri,
47:51come vedremo fra un attimo, si rischia
47:53di non percepirlo. Quando qualcosa viene
47:55calcolato si usa un modello e dei dati
47:57ottenendo un risultato. Un'importante
47:59verifica di questo risultato avviene
48:01quando accade che quel valore che
48:03abbiamo trovato possa essere calcolato
48:06anche in un modo completamente diverso,
48:08ossia utilizzando un'altra procedura e
48:10altri dati. Quindi, quando succede che
48:12un certo valore lo possiamo calcolare
48:14anche attraverso un'altra strada, lo si
48:17fa subito perché è una bellissima
48:18verifica questa. E capite che se io
48:20arrivandoci da un'altra strada con altre
48:22informazioni ottengo lo stesso risultato
48:24che avevo prima, quel risultato comincia
48:27a avere un bel peso perché è stato
48:29ottenuto con due procedimenti
48:30completamente diversi. Ecco, con la
48:32costante di Hubble è successo così, solo
48:35che non si è trovato lo stesso valore.
48:38Do i numeri che faccio prima. La
48:39costante di Hubble è sempre stata
48:41misurata osservando le radiazioni che ci
48:43arrivano dalle stelle e percorrendo
48:44questa strada abbiamo ottenuto nel corso
48:47degli anni un valore sempre più preciso
48:48fino ad arrivare a questo valore. In
48:51tempi più recenti la si è invece
48:52calcolata a partire dalla radiazione
48:54cosmica di fondo con un procedimento
48:56completamente diverso e si è arrivati a
48:59questo valore. Ora è vero che i due
49:01numeri sono abbastanza simili, ma non va
49:04bene. Entrambi i metodi sembrano essere
49:05corretti, tutti i dati utilizzati
49:07sembrano essere corretti. Perché questa
49:10discrepanza? Dove sbagliamo? La cosa più
49:12accattivante è che lì si nasconda
49:15qualche inghippo, che, come talvolta
49:17capita, possa aprire le porte a una
49:20nuova visione del cosmo e che un giorno
49:22magari racconteremo dicendo la classica
49:24frase "Ce l'avevamo sotto gli occhi".
49:27Perché la scienza [musica] è questo, è
49:30lasciare sempre una porta aperta in cui
49:32si possa infilare una versione più
49:34[musica] efficace, una teoria
49:35inaspettata ma convincente.
49:38La scienza non è affatto granitica,
49:40intoccabile, chiusa. Al contrario,
49:42[musica] la scienza e studiarne nella
49:44storia lo rende incredibilmente
49:46evidente. È plastica, è malleabile. È
49:49sempre pronta a cambiare idea, [musica]
49:50a rimettere in gioco tutto. È un perenne
49:53mettersi in discussione. La condizione è
49:56che la nuova versione sia [musica]
49:57supportata da prove più forti della
49:59precedente, che la nuova ricostruzione
50:01del delitto sia più completa e
50:02affidabile, risponda meglio ai quesiti
50:04che ci siamo posti e trovi più riscontri
50:06[musica] nelle prove emerse. È scienza e
50:08siamo sempre disposti a ricrederci sul
50:11nome dell'assassino e sulle modalità del
50:13crimine. E questo modo di procedere fa
50:15sì che la vittima non possa essere che
50:18l'ignoranza.
50:27Grazie per essere giunti alla fine di
50:28questa miniserie sulla teoria del Big
50:30Bang per tenervi aggiornati e aggiornate
50:32sulle prossime uscite e sulle novità del
50:34canale, compresi incontri live e nuovi
50:36progetti. Oltre a iscrivervi [musica] al
50:37canale potete seguire la nostra pagina
50:39Instagram, per esempio. Se andate a
50:41vedere vi accorgerete che non ci metto
50:42quasi mai niente, quindi avete la
50:44garanzia che non vi disturbo. Ma quando
50:46esce un video, faccio un incontro,
50:48tadan! Compare un post.
50:51Semplice, [musica] eh, non che si faccia
50:52cose complicate, perché noi siamo pigri.
50:56Avevo in mente più una cosa tipo
50:58pragmatici, più pigri.
51:01Pigri.
51:05[musica]
51:15>> [musica]
51:27[musica]
51:31>> He. M.
51:51[musica]
51:55Stan venendo a prenderci.
51:58Aspettiamo che finisca di passare ambul
52:00effetto Doppler.

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