Prima del Big Bang by Gian Francesco Giudice

autore:Gian Francesco Giudice [Giudice, Gian Francesco]
La lingua: ita
Format: epub
editore: RIZZOLI LIBRI
pubblicato: 2023-07-31T12:00:00+00:00

La scomparsa dell’inflazione

A prima vista, ciò che l’inflazione racconta sull’universo prima del Big Bang sembra avere ben poco a che fare con il mondo reale. Invece, come vedremo in seguito, la spasmodica espansione di quel freddo e buio spazio vuoto ha lavorato silenziosamente nel preparare le condizioni perfette per un universo così vario e complesso come quello in cui viviamo. La domanda allora è: cosa ha trasformato la solitudine dello spazio vuoto prima del Big Bang nella zuppa di materia ribollente progenitrice delle stelle e dei pianeti dopo il Big Bang?

L’idea iniziale di Guth fu immaginare una situazione simile a quanto avviene nella transizione tra acqua e ghiaccio. Una medesima sostanza può esistere allo stato liquido (acqua) o solido (ghiaccio), a seconda delle condizioni di temperatura e pressione. Allo stesso modo, a seconda di circostanze esterne, lo spazio-tempo può esistere in stati diversi: in uno, le particelle elementari si organizzano per formare sostanza vacua; in un altro, non c’è nulla e l’energia del vuoto è zero.

L’espediente pensato da Guth per mettere fine al processo di inflazione si basava su transizioni fortuite tra stati diversi dello spazio-tempo. La sostanza vacua sarebbe improvvisamente sparita, interrompendo la reazione a catena che alimenta l’inflazione. Questo processo può sembrare una forma di magia, ma in realtà è un fenomeno perfettamente noto in meccanica quantistica. È il fenomeno che spiega i decadimenti di alcuni nuclei radioattivi e il funzionamento di componenti elettronici come i diodi tunnel o le giunzioni Josephson.

Il meccanismo escogitato da Guth per arrestare l’inflazione, purtroppo, non funziona, perché non è in grado di arrestarla completamente. Da qualche parte dell’universo, l’inflazione ostinatamente continua, un po’ come un incendio che non si riesce mai ad estinguere del tutto perché, spento in un punto, riparte in un altro.

Il problema fu risolto nel 1981 da un giovane cosmologo russo, Andrei Linde, e una soluzione simile fu proposta qualche mese più tardi, ma indipendentemente, da Andreas Albrecht e Paul Steinhardt dell’Università della Pennsylvania. La teoria dell’inflazione è oggi uno dei campi in maggior fermento della cosmologia, e centinaia di ricercatori vi hanno contribuito in modo significativo. Tra tutti, Linde si distingue come una delle figure più iconiche dell’inflazione, perché ha dato contributi fondamentali allo sviluppo della teoria, dagli inizi fino ad oggi. Carismatico, eclettico ed estroso, Linde ha lavorato al CERN alla fine degli anni Ottanta, per poi trasferirsi all’Università di Stanford, dov’è tuttora. È dotato di un’ironia tagliente che riversa generosamente nelle discussioni scientifiche. Con un’espressione facciale immobile e un marcato accento russo, alterna battute esilaranti a intuizioni scientifiche profondissime. È un vulcano di idee e molti dei progressi nel campo dell’inflazione sono merito suo.

L’idea di Linde e dei colleghi parte da una semplice osservazione. La sostanza vacua è caratterizzata dall’intensità dell’aggregato di particelle di cui è composta, che determina la densità di energia del vuoto. È come per un termosifone: la posizione della manopola (cioè l’intensità della sostanza vacua) determina la temperatura del termosifone (cioè la densità di energia del vuoto). La relazione matematica che lega

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