Genesi. Il grande racconto delle origini, Guido TonelliProf. Guido Tonelli, Lei è autore del libro Genesi. Il grande racconto delle origini edito da Feltrinelli: perché ha scelto questo titolo?
È chiaro l’intento di evocare il “Libro” per eccellenza, la Bibbia. Da sempre l’umanità ha cercato una risposta alla più semplice, e insieme la più complicata, delle domande; quella che si è posta l’umanità bambina, ma che si nasconde ancora nell’animo di ciascuno di noi: da dove viene questa meraviglia che ci circonda e che ruolo abbiamo noi in tutto questo?

È una domanda ineludibile, dalla quale sono nate mitologia, religione e filosofia. Oggi la scienza moderna ci mette a disposizione un racconto dettagliato e preciso, ricco di visioni che tolgono il respiro, e per certi versi sconvolgente. È questa la storia che ho scelto di raccontare in Genesi, e l’ho fatto evitando, deliberatamente, il linguaggio specialistico degli scienziati; per eliminare alla radice ogni barriera che impedisca la comprensione dei concetti più importanti. Da tempo immemorabile le grandi scoperte hanno fortemente condizionato il nostro rapporto con il mondo. Basti pensare all’impatto che hanno avuto relatività e meccanica quantistica sulla cultura di tutto il Novecento. Quando la scienza cambia i propri paradigmi e guarda al mondo con occhi diversi cambia tutto, per sempre. Senza Einstein e Heisenberg non ci sarebbero stati Kokoshka e Fontana, Schoenberg e Berio, Pirandello e Strindberg e così via. Ma questo non avviene una volta sola, è un processo che continua, via via che la scienza progredisce e produce risultati nuovi. Ecco perché la visione del mondo che essa produce deve essere conosciuta da tutti. Capire le nostre radici più antiche, appropriarsi del moderno racconto delle origini prodotto dalla scienza, significa possedere uno degli strumenti più importanti per guardare con occhio critico al passato e ricavarne spunti con cui affrontare le sfide del futuro.

Cos’è successo nei primi istanti di vita dell’universo?
La nascita dell’universo è una storia bellissima che ci dice che spazio, tempo, materia ed energia sono nati da una minuscola, quasi impercettibile fluttuazione quantistica del vuoto. Ci sono ancora alcuni punti oscuri, ma le scoperte degli ultimi decenni ci hanno permesso di capire quali meccanismi hanno innescato il processo. Per generare un universo materiale come il nostro non c’ è bisogno di energia. Qualcuno l’ha definito “il più colossale pasto gratis che mente umana possa concepire”. L’universo attuale ha energia totale nulla e ha attraversato, in questa condizione, tutta la sua lunghissima storia di 13,8 miliardi di anni. È tutt’ora, cioè, uno stato di vuoto, che è proprio il nome con cui indichiamo un sistema a energia nulla. La nascita dell’universo è in realtà una trasformazione subita dallo stato di vuoto, una metamorfosi, che ha trasformato una impercettibile fluttuazione, determinata dalla meccanica quantistica, in un meraviglioso universo materiale.

Davvero la scienza del XXI secolo fa ritornare d’attualità la cosmogonia di Esiodo?
Sì, e la cosa mi mette i brividi. Sembra quasi che si chiuda un enorme cerchio, il cui primo tratto è stato disegnato 2500 anni fa, quando Esiodo scrisse quel verso splendido e fulminante con cui si apre la Teogonia: “All’inizio e per primo venne a essere il Caos”. Affermazione perfettamente conforme al racconto scientifico, a patto di non utilizzare la traduzione più comune e diffusa di caos, quella che lo interpreta come disordine, insieme indifferenziato. Piuttosto occorre ripristinare il significato originario della parola, che trova assonanza nel greco chaino, spalancarsi, chasko, stare a bocca aperta, o chasma, voragine. Diventa così nera gola spalancata, abisso senza fondo, gorgo tenebroso, enorme vuoto capace di ingoiare e contenere qualunque cosa. Ma il Caos iniziale, inteso come vuoto, è tutt’altro che disordine. Non c’è sistema più rigidamente ordinato, regolato e simmetrico del vuoto. Tutto in esso è strettamente codificato, ogni particella materiale va a braccetto con la corrispondente antiparticella, ogni fluttuazione osserva disciplinatamente i vincoli del principio di indeterminazione, tutto si muove seguendo un ritmo cadenzato e ben temperato, una coreografia perfetta, senza improvvisazioni né virtuosismi. Ma di colpo questo meccanismo perfetto si rompe, qualcosa di strano irrompe all’improvviso e prende il centro della scena, poi, con uno scarto, innesca di colpo il processo che produrrà insieme uno spazio-tempo che si espande e massa ed energia che lo curvano. È il processo che chiamiamo inflazione cosmica, scatenato da una particolare particella materiale, l’inflatone. Estratto dal vuoto, per processo puramente casuale, esso ne modifica radicalmente le proprietà, gonfiando a dismisura una piccola porzione di quell’originaria e ribollente schiuma quantistica, dando il via a una serie di trasformazioni dalle quali nascerà un meraviglioso universo materiale.

L’universo è il sistema organizzato e affidabile che ci appare o è dominato ancora dal disordine?
Nel libro critico questa idea del cosmo come sistema ordinato. È un pregiudizio che ci viene dal pensiero greco, che oggi dobbiamo superare. In realtà, nel nostro universo Caos e Cosmos sono strettamente intrecciati e molto spesso, sotto l’apparenza di un sistema ordinato e tranquillo, si nascondono imprevedibili turbolenze o fenomeni altamente caotici. Basta osservare da vicino la superficie del Sole. Quello che, da lontano, ci appare come l’astro tranquillo che illumina placidamente le nostre giornate, visto da vicino diventa un sistema complesso e caotico, fatto di innumerevoli esplosioni termonucleari, moti convettivi, oscillazioni periodiche di masse spaventose e flussi di plasma proiettati tutt’intorno da imponenti campi magnetici. All’interno della nostra stella è in atto uno scontro di forze titaniche, una battaglia che dura da innumerevoli anni, con un vincitore annunciato: la gravità. E fra qualche miliardo di anni, con l’esaurirsi del combustibile nucleare, essa riuscirà finalmente a frantumare e schiacciare gli strati interni, portando al collasso la nostra stella. Il nucleo centrale verrà compresso, mentre gli strati più esterni cominceranno ad espandersi fino a raggiungere Mercurio, Venere e la Terra, facendoli evaporare all’istante. Sotto l’apparenza dell’ordine e della stabilità ruggisce il caos e incombe la catastrofe.
Forse è il caso di utilizzare un concetto nuovo per descrivere questo dato che sembra realmente strutturale: caos cosmico potrebbe essere l’ossimoro giusto per mettere in relazione le due entità che nell’universo si rincorrono e giocano a rimpiattino. È una dinamica che troviamo quando si osserva da vicino cosa accade nel cuore delle stelle ma agisce anche negli anfratti più minuti della materia che scandagliamo quando studiamo le particelle elementari.

Quale ruolo rivestono gli acceleratori di particelle oggi nel cercare di rispondere alla più antica tra tutte le domande?
Gli acceleratori di particelle ci permettono di ricostruire, in laboratorio, le condizioni di densità e temperatura che caratterizzavano i primi istanti di vita dell’universo primordiale. Con Lhc, il grande acceleratore del Cern, facciamo collidere protoni ad alta energia. Il volume interessato dall’urto è minuscolo, ma la collisione vi concentra una grande quantità di energia. Lì dentro si ricrea l’ecosistema adatto per riportare in vita le particelle che popolavano l’universo primordiale e che sono estinte da miliardi di anni. Particelle come il bosone di Higgs o il quark top, che scorrazzavano libere nel caldissimo universo delle origini, ma che sono sparite subito, non appena l’espansione furibonda lo ha portato a raffreddarsi, vivono un istante di nuova giovinezza. Quasi immediatamente si disintegrano in altre particelle, lasciando tuttavia tracce inequivocabili della loro presenza nei grandi apparati con cui circondiamo la zona di collisione. Gli astronomi e gli astrofisici studiano le origini dell’universo osservando le strutture più grandi che mente umana possa concepire; noi siamo all’altro estremo, esploriamo le più piccole dimensioni immaginabili. Ma i dati che vengono raccolti dai due gruppi di scienziati sono incredibilmente consistenti e ci raccontano, in maniera coerente, la stessa storia.

Lei è uno dei protagonisti della scoperta del bosone di Higgs, la cosiddetta «particella di Dio»: qual è l’importanza di tale storica scoperta?
Ci ha permesso di capire un momento decisivo nella sequenza di trasformazioni che ha prodotto il nostro universo. Il baby universo che esce dalla fase inflazionaria contiene materia in una forma molto peculiare, del tutto diversa da quella cui siamo abituati; è una specie di enorme struttura gassosa costituita da particelle prive di massa; si muovono freneticamente in un ambiente incandescente e tutte le forze fondamentali vanno a braccetto fra loro. È uno stato in cui vige la più perfetta delle simmetrie, ma che non rende possibile alcuna aggregazione in atomi e molecole. Uno stato primigenio, puro, nel quale, d’un tratto, succede qualcosa destinato a cambiarne il destino nei miliardi di anni a venire. In un momento magico, che oggi possiamo collocare quando è passato appena un centesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang, la temperatura scende abbastanza da far sì che la miriade di bosoni di Higgs, che fino a un attimo prima vagava ovunque, si cristallizza in un campo scalare che occupa l’universo intero. Il nuovo venuto separa definitivamente l’interazione debole da quella elettromagnetica e assegna una massa specifica alle particelle elementari che possono così aggregarsi a formare prima protoni stabili, poi atomi, stelle, galassie e pianeti, fino a giungere a noi. Le cose, tutte le cose, comprese le forme di vita che sono scaturite al culmine di una lunga evoluzione, hanno avuto origine dalla sottile imperfezione che ha rotto quella perfetta simmetria.

L’universo è destinato a finire?
Per la fine del nostro universo sono aperte due possibilità. La prima è quella che fino a qualche anno fa sembrava la più scontata. Da alcuni decenni abbiamo osservato che le galassie si allontanano fra loro a una velocità che cresce col tempo, stanno cioè accelerando. Non sappiamo quale meccanismo produca questa accelerazione; lo attribuiamo a un fenomeno del tutto misterioso, che chiamiamo energia oscura. Se questo processo continuerà, tutto è destinato ad allontanarsi da tutto fino a che un sudario di buio e di freddo calerà su un universo privato delle condizioni minime per ospitare forme di vita. Una fine deprimente. Un’alternativa al freddo e al buio potrebbe venire da un’uscita di scena molto più spettacolare e decisamente più calda. Studi recenti ci indicano che potrebbe cedere di colpo il vuoto elettrodebole, questa leggera impalcatura determinata dal bosone di Higgs che sostiene la forma delle cose così come le conosciamo; si è piazzata lì un centesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang e sta lì da 13,8 miliardi di anni, facendo onestamente il proprio mestiere. Ma la sua condizione di equilibrio non è stabile per cui potrebbe cedere di colpo trasformando il meraviglioso mondo materiale che compone l’universo intero in una immane bolla di pura energia. E la cosa curiosa è che questa mostruosa catastrofe potrebbe avvenire domani mattina alle 5:45 o magari fra dieci miliardi di anni. Insomma gli spunti di riflessione non mancano.

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