Una fortuna cosmica by Paul Davies

autore:Paul Davies [Davies, Paul]
La lingua: ita
Format: epub
editore: Mondadori
pubblicato: 0101-01-01T00:00:00+00:00

Il più grosso trucco dell’universo

Ho descritto l’energia oscura come una repulsione cosmica, o forza di antigravità, che allontana le galassie a velocità crescente. Ma in realtà l’antigravità continua ad agire quando non è più presente materia ordinaria di sorta. Come ho accennato nel III capitolo, se si tiene conto della forza di repulsione cosmica, un universo completamente vuoto si espanderà «esponenzialmente», cioè raddoppiando continuamente di volume in successivi intervalli fissi di tempo. Per riassumere, si può pensare lo spazio vuoto riempito di invisibile energia oscura e della pressione negativa a essa associata, una combinazione che crea l’antigravità.

Perché lo spazio vuoto dovrebbe possedere energia oscura? Perché non è semplicemente vuoto, senza nessun tipo di energia? Una ragione possibile, cui ho accennato nel III capitolo, è che lo spazio possederebbe energia oscura se fosse permeato da un invisibile campo scalare, come il campo dell’inflatone. Noi non potremmo né vederlo né toccarlo, ma il campo genererebbe ancora antigravità, come si suppone che abbia fatto abbondantemente durante la fase inflativa dei primissimi istanti dell’universo. Ma c’è pure un’altra ragione, fornita dalla meccanica quantistica, la quale predice che anche lo spazio apparentemente vuoto pullula di particelle virtuali (v. scheda 4, pp. 86-87), le quali, come quelle reali, possiedono energia, e risulta che possiedono anche la pressione negativa richiesta per generare una forza di repulsione cosmica del tipo proposto da Einstein.

Ho già sottolineato che quando Einstein introdusse la forza repulsiva cosmica nella teoria della relatività generale, la teoria non era in grado di definirne con precisione il valore. Einstein era libero di scegliere qualunque numero volesse come moltiplicatore del termine di antigravità, così fissando l’intensità globale della forza di repulsione cosmica. Di fatto, si servì dei dati astronomici per calcolare un valore plausibile che permettesse un universo statico, il suo modello preferito. Quando in seguito cambiò idea sull’universo statico, non dovette fare altro che adeguare il valore numerico moltiplicando il termine di repulsione cosmica per zero, e quindi eliminandolo del tutto dalle equazioni. Questo atteggiamento di tira e molla nei confronti della repulsione cosmica, o dell’energia oscura, potrebbe essere giustificato se si limitasse l’analisi alla sola gravitazione, ma quando entra in gioco la meccanica quantistica, è semplicemente insostenibile.

Circa trent’anni fa, diversi fisici teorici, tra i quali il sottoscritto, decisero di calcolare quanta energia oscura sarebbe fornita da tutte le particelle virtuali che popolano il vuoto quantistico (v. scheda 7, p. 190). Si può prendere in considerazione, per esempio, il campo elettromagnetico e determinare quanta energia quantistica risiede in un dato volume di spazio «vuoto» (cioè, in cui non sono presenti fotoni «reali»). Il calcolo non è difficile e, se ci si accontenta di una risposta approssimativa, può stare sul retro di una busta. Ma la risposta, purtroppo, è incredibile. Convertita in una densità di massa, risulta pari a circa 1093 grammi al centimetro cubo, il che significa che un ditale di spazio vuoto conterrebbe mille trilioni di trilioni di trilioni di trilioni di trilioni di trilioni di trilioni di tonnellate! Stephen Hawking una volta disse

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