Il calcolo del cosmo by Ian Stewart

autore:Ian Stewart [Stewart, Ian]
La lingua: ita
Format: epub, mobi
editore: Bollati Boringhieri
pubblicato: 2017-11-06T23:00:00+00:00

Stime delle abbondanze degli elementi chimici nel Sistema Solare. La scala verticale è logaritmica, quindi le fluttuazioni reali sono molto più ampie di quanto appaia nel diagramma.

C’è una terza possibilità: che ci siano maggiori quantità di litio-7, ma non dove possiamo rilevarlo. Nel 2006 Andreas Korn e colleghi hanno riferito che l’abbondanza di litio nell’ammasso globulare NGC 6397, nella regione della Grande Nube di Magellano, è quella prevista dalla nucleosintesi del Big Bang.5 Suggeriscono che l’apparente mancanza di litio-7 nelle stelle dell’alone galattico – circa un quarto del previsto – potrebbe essere un’indicazione che queste stelle abbiano perso il litio-7 perché la convezione turbolenta lo ha trasportato in strati più profondi, dove non è più possibile rilevarlo.

La risposta alla discrepanza del litio solleva un potenziale problema con le previsioni della nucleosintesi del Big Bang. Supponete di calcolare la percentuale di vari elementi. Le reazioni nucleari più comuni danno probabilmente conto di gran parte di ciò che è accaduto, portando a valori non troppo lontani dalla realtà nella maggior parte dei casi. Adesso, se si comincia a lavorare sulle discrepanze si riscontra, per esempio, troppo poco zolfo? Hmm, allora cerchiamo nuovi cammini di reazione per lo zolfo. Quando lo si fa, e i numeri sembrano giusti, lo zolfo è a posto. Allora passiamo allo zinco. Quello che non facciamo è continuare a cercare altri cammini ancora per lo zolfo. Non sto suggerendo che qualcuno faccia deliberatamente questo tipo di cose, ma la segnalazione selettiva come questa è naturale e accade altrove nella scienza. Forse il litio non è l’unica discrepanza. Concentrandoci sui casi in cui le proporzioni sono troppo piccole, possiamo perdere di vista quelli in cui un calcolo prolungato le renderebbe troppo grandi.

Un’altra caratteristica delle stelle, che dipende fortemente dai modelli matematici, è la loro struttura dettagliata. La maggior parte delle stelle, in una data fase della loro evoluzione, può essere descritta come una serie di strati concentrici, come una cipolla. Ogni strato ha una propria composizione specifica e «brucia» grazie ad appropriate reazioni nucleari. Alcuni strati sono trasparenti alla radiazione elettromagnetica e irradiano il calore verso l’esterno. Altri non lo sono e il calore viene trasportato per convezione. Queste considerazioni strutturali sono intimamente connesse all’evoluzione delle stelle e al modo in cui sintetizzano gli elementi chimici.

Fu cercando di sistemare una proporzione troppo piccola che Fred Hoyle fu portato a congetturare una famosa predizione. Quando calcolò le percentuali del carbonio, non ne risultava abbastanza. Tuttavia, noi esistiamo e il carbonio è un ingrediente vitale. Dato che siamo polvere di stelle, le stelle devono in qualche modo aver prodotto molto più carbonio rispetto alle cifre che risultavano a Hoyle. Così egli predisse l’esistenza di una risonanza sconosciuta nel nucleo del carbonio, che avrebbe reso molto più facile la formazione del carbonio.6 La risonanza fu poi osservata, approssimativamente come Hoyle aveva previsto. La cosa è stata spesso presentata come un trionfo per il principio antropico: la nostra esistenza impone vincoli all’Universo.

Un’analisi critica di questa storia poggia su un po’ di fisica nucleare.

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