IL BIG BANG: UN MITO MODERNO DELLA CREAZIONE
Articolo di Robert Schoch

Quali e quanti sono i pregiudizi che offuscano la ricerca in nome di una “oggettività” so ggetta a mantenere lo “status quo”, ormai obsoleto, della moderna scienza cosmologica? Oggi i dati dimostrano lacune nelle teorie ancorate al consolidato modello del “Big Bang”, squarciando il velo sull’ipotesi di multiversi che potrebbero ospitare altre entità.

La Cosmologia è una materia onnicomprensiva, che coinvolge lo studio dell’origine e della natura del cosmo o dell’universo noto (alcune teorie ipotizzano l’esistenza di altri potenziali universi), così come del suo sviluppo, della sua struttura, della sua dinamica e della sua “storia”, sia quella passata sia il suo destino futuro. Un termine a essa correlato, nella sua accezione più ampia, è quello di “Cosmogonia”, anche se in ambiti più ristretti è spesso riferito all’origine di vari tipi di corpi e oggetti astronomici, come la nostra galassia, il sistema solare o anche la Luna in relazione alla Terra. Mentre la maggior parte dei ricercatori sembra considerare la Cosmogonia un sottocampo all’interno della Cosmologia, alcuni scienziati contemporanei le distinguono, considerando la prima quale studio dell’origine dell’universo, mentre la seconda, più “oggettiva” e “scientifica , viene identificata con lo studio della sua struttura complessiva.

L’ALBA DEI TEMPI
Per scopi pratici la Cosmologia è generalmente considerata sussumere la Cosmogonia, poiché quest’ultima estrapola e specula dati dalla prima. Tuttavia, e questo può aumentare la confusione che circonda l’argomento, il termine Cosmogonia è spesso applicato anche a racconti religiosi e mitologici su come è nato il cosmo (o l’universo), includendo la categoria dei “miti della creazione”, assorbendo in sé anche le divinità o gli dèi che hanno preceduto la creazione del cosmo o sono nati dopo di essa. Molte persone, sia all’interno sia all’esterno della comunità scientifica, credono che la moderna scienza cosmologica non si discosti poi così tanto dai “miti della creazione”, e che anzi muova proprio da essi, sviluppando teorie sull’origine dell’universo basandosi su prove scientifiche. Alcuni miti includono l’origine di tutto come risultato della volontà o dell’azione di un “Essere” o di “Esseri supremi”, da non confondere con la teogonia delle religioni politeiste, che indica invece il “lignaggio” o la “storia familiare” delle divinità (si veda l’omonimo poema di Esiodo, fine dell’VIII e inizio del VII secolo a.C.). Altri narrano che l’universo emerse dal “caos” o dal “vuoto”, come un “uovo cosmico”. Una tradizione che in particolari versioni suona misteriosamente simile alla moderna teoria del “Big Bang” (1), il cui modello postula che l’intero universo noto, o percepibile, abbia avuto origine da un “punto” di materia e/o energia incredibilmente calda e densa (non è chiaro quale forma avesse tale “sostanza”), che si è espansa o è esplosa circa 13,7 miliardi di anni fa. Ciò che esisteva prima, e perché si sia innescato tale processo sono questioni ancora aperte. Secondo alcuni ricercatori, infatti, il concetto di “prima dell’espanzione o esplosione” non sarebbe una questione legittima da considerare, in quanto il tempo stesso potrebbe non essere esistito fino a quando non è stato “creato”e dunque non può esserci nulla “prima”. Tale ragionamento mi sembra correlato a due linee di pensiero molto diverse, nessuna delle quali è generalmente riconosciuta dagli scienziati moderni:

1 - Giochi di parole semantici in modo da respingere domande per le quali gli scienziati moderni non hanno risposte;

2 - Antiche questioni serie e profonde, legate a intuizioni sulla possibilità di un “tempo prima del tempo” che molti pensatori moderni preferiscono non riconoscere.

L’OMBELICO DELL’UNIVERSO
Occorre chiarire che mentre molte persone pensano semplicisticamente al “Big Bang” come originato da un’esplosione in un singolo punto nello spazio, questa (secondo alcune versioni della teoria) non sarebbe stata la situazione reale. Infatti, lo spazio (così come il tempo o, come spesso lo chiamano i fisici, lo “spazio-tempo”) potrebbe essere stato creato durante la fase di espansione, e quindi non è detto che ci fosse o ci sia stato un punto dal quale l’universo si è espanso o dal quale si stia ancora espandendo. Piuttosto, lo spazio è stato creato ovunque nell’universo (che era di dimensioni finite e rimane finito), ma nel tempo è stato creato sempre più spazio. Un’ipotesi che può essere spiegata attraverso l’analogia della “sfera”: l’universo sarebbe come la superficie di un disco che diventa sempre più grande, espandendosi da e rispetto al suo punto centrale in modo uniforme, in modo che ogni punto sulla sua superficie si allontani sempre più l’uno dall’altro, formando nuovo “spazio”e nuovi “punti”. Il che equivale a dire che da qualsiasi prospettiva o per chiunque osservi non esiste un unico punto centrale da cui la superficie della “sfera” si sta espandendo, ma l’espansione sembrerà essere la stessa in tutto l’universo. Tale analogia presuppone una superficie popolata da entità ed esseri bidimensionali che non hanno alcuna consapevolezza diretta del “punto centrale” da cui proviene il loro universo in espansione. Eppure, il nostro universo è costituito da più di due dimensioni, almeno tre, e ce ne potrebbero essere molte di più che ancora non conosciamo. D’altronde, la stessa analogia della “sfera” applicata alla teoria del “Big Bang” postula che il “centro di espansione” del nostro universo sia al di fuori o al di là di una qualsiasi delle dimensioni dell’universo in cui effettivamente abitiamo. Una sorta di terza dimensione non nota, che potrebbe implicare l’esistenza di “stringhe” sconosciute e di un universo multidimensionale. Quello da noi percepito potrebbe essere un semplice sottoinsieme. In tal caso, non posso esimermi dal pormi una domanda: è possibile ipotizzare che una di queste dimensioni sia il “mondo degli dèi” di miti e leggende?

QUESTIONE DI DENSITÀ
La teoria classica del “Big Bang” ipotizza che il fattore dominante sia la forza che determina sia le strutture su larga scala che il futuro e il destino del nostro universo: la Gravità. In altre parole, l’inspiegabile attrazione della massa verso un’altra massa, che per gli scienziati sarebbe dovuta alla curvatura dello spaziotempo. Secondo questa linea di pensiero, la struttura e il divenire dell’universo dipendono dalla densità e dalla distribuzione della materia nel cosmo. Come prima ipotesi utilizzata da molti cosmologi, anche se discutibile, la distribuzione della materia su larga scala cosmica può essere considerata relativamente omogenea e isotropa, in altre parole uniforme o sostanzialmente uguale in tutte le direzioni. In base ai calcoli di alcuni teorici, però, esiste un parametro di riferimento che può incidere sulle modalità di manifestazione della materia, la cosiddetta “densità critica”, equivalente a poco meno di sei atomi di idrogeno per metro cubo. Se l’universo nel suo complesso avesse esattamente tale densità, allora sarebbe “piatto” e “infinito” nel tempo: sebbene finito in un dato punto nello spazio- tempo, continuerebbe a espandersi per sempre, poiché non ci sarebbero abbastanza massa e attrazione gravitazionale per fermarne definitivamente l’espansione. Se così fosse, l’universo sarebbe come una superficie piana bidimensionale, dove i bordi esterni della superficie continuerebbero a espandersi senza limiti. Se, invece, la sua densità fosse maggiore di quella critica, allora l’universo sarebbe “chiuso” e “finito” nel tempo: non si espanderebbe per sempre e potrebbe anche essere “positivamente” curvo, analogo appunto alla superficie di un disco, che alla fine si piega su se stesso. Se, infine, la densità dell’universo fosse inferiore a quella critica, sarebbe “aperto” e “infinito” nel tempo, potendo dunque curvare “negativamente”, il che significa che, usando le nostre analogie bidimensionali, potrebbe avere una “forma a sella”, simile alla superficie di una “U” aperta o a qualche altra forma “contorta”, difficile o impossibile per noi da comprendere, con i “bordi” in costante espansione.

LA FORZA OSCURA
Secondo alcune teorie, ci sono altre implicazioni derivanti dalla densità e dalla natura della materia nell’universo. In un universo molto denso di materia, l’espansione iniziale dopo il “Big Bang” può durare miliardi di anni in base a vari parametri, fino a rallentare a causa delle forze gravitazionali, per poi fermarsi e invertire la propria “rotta”: la massa e la sostanza dell’universo si attrarrebbero fino a collassare, tornando al “punto” di partenza. Un fenomeno indicato come “Big Crunch”. Si può ipotizzare che un simile universo attraversi continuamente fasi di esplosione, espansione, rallentamento (variabile in funzione della sua densità), arresto, relativa contrazione e implosione, in un ciclo che si ripete all’infinito. Ci sono, però, disaccordi sulla densità complessiva della materia nell’universo, e di conseguenza sull’ipotesi che si espanda all’infinito o se, invece, arrivato a un certo punto inverta la propria direzione fino a implodere. L’ipotesi, attualmente più accreditata, in base a diverse interpretazioni dei dati astronomici, è quella che l’universo sia “piatto”, in espansione inesauribile, e che tale espansione stia effettivamente accelerando nel tempo a causa della presenza di “energia oscura” sconosciuta, che agisce come una forza repulsiva opposta a quella dell’attrazione gravitazionale. Vari teorici, infatti, hanno suggerito che la struttura e il comportamento attuali dell’universo sono incompatibili con la materia e l’energia osservabili astronomicamente. Secondo alcuni calcoli, basati su vari presupposti e ipotesi, che sono stati riassunti dalla NASA in un articolo (2), meno del 5% della densità della massa-energia nota dell’universo assume la forma di materia che possiamo rilevare direttamente. Presumibilmente, se l’universo fosse “piatto”, dovremmo registrare una densità equivalente in massa a poco meno di 6 atomi di idrogeno per metro cubo, eppure il valore effettivo sino a oggi osservato è più vicino alla massa di 0,25 atomi di idrogeno per metro cubo, nettamente inferiore a quanto ipotizzato. Qualcosa “manca”. L’ipotesi è che il 95% della densità massa-energia dell’universo si manifesti sotto forma di materia ed energia oscura, che può essere convertita o è equivalente all’energia a noi nota e viceversa, secondo la famosa equazione di Albert Einstein E = MC2: energia è uguale alla massa per la velocità della luce al quadrato. È stato suggerito che di questo 95%, il 23% sia materia oscura e il 72% sia energia oscura.

PILASTRI SOTTO “ATTACCO”
La moderna teoria del “Big Bang” si basa su tre assunti principali, oggi messi in discussione da diversi scienziati:

1 - L’evidenza che la luce proveniente da galassie lontane è generalmente spostata verso l’estremità rossa dello spettro visibile, scoperta da Edwin Hubble nel 1929 e interpretata come indicazione che le galassie si stanno ritirando. Sembrano muoversi lontano da noi, il che suggerisce che l’universo si sta espandendo in tutte le direzioni. Per dirla semplicemente, la luce verso l’estremità rossa dello spettro visibile ha lunghezze d’onda più lunghe della luce verso l’altro lato dello spettro, l’estremità blu che ha lunghezze d’onda più corte. Se un oggetto distante (come una galassia) si allontana da noi ad alta velocità, la luce che riceviamo dall’oggetto sembrerà avere le sue lunghezze d’onda allungate e quindi sarà spostata verso il rosso. Se un oggetto distante si muove verso di noi ad alta velocità, le lunghezze d’onda della luce sembreranno compresse (lunghezze d’onda più corte) e quindi si dice che si stia spostato verso il blu. Gli spostamenti verso il rosso sono da attendersi se l’universo nel suo insieme si espande in modo analogo all’espansione della superficie di una sfera e non di un universo “piatto”: poiché è lo spazio stesso ad aumentare tra tutti i punti, da ogni singolo punto dell’universo, sembrerà che più un oggetto è lontano, più velocemente si allontana dall’osservatore. Misurando o stimando le velocità di recessione (allontanamenti dall’osservatore) delle galassie e stimando le loro distanze da noi, è possibile far funzionare l’universo “indietro nel tempo” concettualmente e determinare quanto tempo fa tutti gli elementi dell’attuale universo in espansione erano uniti insieme in quell’unico punto al momento del “Big Bang”.

2 - L’abbondanza di elementi leggeri in tutto l’universo, che si sostiene sia compatibile e supporti la creazione della maggior parte degli atomi degli elementi leggeri (in particolare idrogeno, elio e litio) durante le prime porzioni (i primi minuti) del “Big Bang”.

3 - La radiazione cosmica di fondo, la CMB, osservata e misurata da Arno Penzias e Robert Wilson dei Bell Telephone Laboratories nel 1965, che viene interpretata come il calore residuo che è rimasto dall’esplosione calda del “Big Bang”. Cioè, l’universo nel suo insieme conserva ancora del calore residuo dall’esplosione iniziale.

L’OSTRACISMO ACCADEMICO
Esistono teorie cosmologiche moderne molto diverse da quelle proposte dalla teoria del “Big Bang”, che offrono spiegazioni e interpretazioni alternative per ciascuno di questi pilastri, insieme ad altre prove presentate a supporto. Tra le teorie cosmologiche alternative più importanti e di successo (in termini di spiegazione dei dati e di previsioni) ci sono la Cosmologia dello “Stato Stazionario” (compresa la relativa teoria dello “Stato Quasi Stazionario”) e la Cosmologia del “Plasma”. I fautori di queste teorie hanno interpretato i dati e le prove disponibili così come, o forse meglio, dei teorici del “Big Bang”. Eppure le loro ipotesi sono costantemente ignorate, respinte o sminuite dagli astronomi e dai cosmologi tradizionali. La situazione è così grave che, sul numero del 22 maggio 2004 di “New Scientist”, 34 eminenti scienziati specializzati nel campo della Cosmologia hanno pubblicato una lettera aperta indirizzata alla comunità scientifica (“An Open Letter to the Scientific Community”), affrontando le carenze del modello del “Big Bang” (3): «…la teoria consolidata non può vantare previsioni quantitative che siano state successivamente convalidate dall’osservazione. I successi rivendicati dai sostenitori della teoria del “Big Bang” adattano retrospettivamente le osservazioni a una serie in costante aumento di parametri regolabili, proprio come la vecchia Cosmologia incentrata sulla Terra di Tolomeo aveva bisogno di strati su strati di epicicli (piccole aggiunte di moto circolare poste geometricamente su altri moti circolari nel modello)». Claudio Tolomeo (100-170 d.C. circa) fu l’antico geografo e astronomo di Alessandria d’Egitto che sviluppò la Cosmologia geocentrica, utilizzata per oltre 1.500 anni per prevedere i moti di pianeti e altri oggetti celesti, fino a quando il sistema tolemaico fu sostituito dalla Cosmologia eliocentrica sviluppata da Copernico, Keplero, Galileo e altri, durante i secoli XVI e XVII. Il sistema tolemaico conteneva molte imprecisioni e per aggiustarlo e affinarlo si dovettero fare sempre più correzioni, tanto che la teoria tolemaica divenne un modello incredibilmente complicato. Eppure lo schema geocentrico di Tolomeo è stato a lungo accettato come dogma sia della Chiesa cattolica che degli accademici dello status quo fini al primo Rinascimento. I dissidenti furono aspramente perseguitati, come dimostra l’esempio di Galileo (1564 - 1642), uno dei più grandi scienziati che il mondo abbia mai conosciuto, condannato agli arresti “domiciliari” nel 1633 dall’Inquisizione per credenze eretiche.

ERESIE MODERNE
«… La comologia del Plasma e il modello dello Stato Stazionario ipotizzano entrambi un universo in evoluzione senza inizio né fine. Questi e altri approcci alternativi possono anche spiegare i fenomeni di base del cosmo, tra cui l’abbondanza di elementi leggeri, la generazione di strutture su larga scala, la radiazione cosmica di fondo e come il “redshift” delle galassie lontane aumenti con la distanza. Hanno persino previsto nuovi fenomeni, che sono stati successivamente osservati, cosa che il “Big Bang” non è riuscito a fare», aggiungono i firmatari della lettera aperta del 2004. Così come esisteva una Cosmologia che si adattava meglio alle prove all’inizio del 1600 (vale a dire il modello eliocentrico), quando accademici e autorità ecclesiastiche del tempo si rifiutarono di considerare seriamente e oggettivamente nuove teorie, oggi esistono teorie cosmologiche alternative e potenzialmente migliori. Modelli, rispetto alla teoria del “Big Bang” che meritano studio e analisi. Tuttavia, ricevono scarso riconoscimento tra gli astronomi tradizionali. «… Oggi - proseguono - tutte le risorse finanziarie e sperimentali in Cosmologia sono dedicate agli studi sul “Big Bang”, i cui sostenitori controllano tutti i comitati di revisione paritaria e di conseguenza i finanziamenti che provengono dalle stesse poche fonti. Il dominio del “Big Bang” è diventato autosufficiente, indipendentemente dalla validità scientifica della teoria».

IL FRENO DELLO “STATUS QUO”
Anche se i cosmologi che non supportano il modello del “Big Bang” potrebbero non essere letteralmente imprigionati (come lo fu Galileo), le conseguenze su un piano accademico potrebbero essere molto gravi. Basti pensare che nei test di valutazione per l’aggiornamento professionale applicati negli Stati uniti, come in altri paesi, chiunque risponda con “Falso” alla domanda “L’universo è iniziato con un’enorme esplosione?” (4), è ritenuto scientificamente carente, tanto da richiederne una nuova formazione scientifica. Questo significa che tutti i firmatari della lettera aperta sono scientificamente ignoranti? O che abbiano bisogno di essere “rieducati” nelle scienze? Certamente no, ma a quanto pare, chi mette in discussione il “Big Bang”, può essere escluso da finanziamenti e altre risorse, può vedersi negati incarichi presso prestigiose istituzioni accademiche, può essere escluso dalla pubblicazione su riviste importanti, fino a vedersi negate promozioni o altri avanzamenti professionali. In alcuni casi può anche essere espulso completamente dai circoli accademici e scientifici, etichettato come “eccentrico”, “pseudoscienziato” o peggio. Eppure, tra i firmatari originali della lettera aperta nel 2004 troviamo luminari come l’astronomo Halton Arp (1927-2013; Max Planck Institute for Astrophysics, Monaco, Germania), il fisico dei plasmi Anthony L. Peratt (Los Alamos National Laboratory, New Mexico, USA), il cosmologo e matematico Hermann Bondi (1919- 2005; Università di Cambridge), l’astronomo e astrofisico Jean-Claude Pecker (1923-2020; Collège de France, Parigi) e l’astrofisico Thomas Gold (1920-2004; Cornell University, Ithaca, New York, USA). E dal 2004 centinaia di altri scienziati, ingegneri e ricercatori accreditati hanno firmato quel documento. Potremmo dire che la politica della scienza, il finanziamento scientifico, le promozioni e i progressi personali e le ricompense, sono diventati più importanti delle prove scientifiche e delle teorie che ne derivano.

NOTE
1) Un nome originariamente applicato dai detrattori della teoria, a cominciare dall’astronomo Fred Hoyle nel 1948 durante un’intervista radiofonica ma il nome ha preso piede ed è stato adottato dai suoi sostenitori. Per discussioni generali sulla teoria e sulla Cosmologia del “Big Bang”: Martín López-Corredoira, 2014, “Non-Standard Models and the Sociology of Cosmology”, Studies in History and Philosophy of Modern Physics 46, pp. 86-96; Jean-Pierre Luminet, 2007, “The Rise of Big Bang Models, from Myth to Theory and Observation”, (Luminet cita l’uso da parte di Fred Hoyle del termine “Big Bang” nel 1948); Vladimir S. Netchitailo, 2021, “Hypersphere World-Universe Model”, Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology 7, pp. 915-941; João E. Steiner, 2006, “The Origin of the Universe”, Estudos Avançados 20 (58), pp. 233-248; Wallace W. Thornhill, 2011, “Toward a Real Cosmology in the 21st Century”, The Open Astronomy Journal 4 (Supplement 2-M5), pp. 191-220;
2) Edward J. Wollack e NASA, 2010-2011, “Cosmology: The Study of the Universe”.
3) l testo completo della lettera aperta alla comunità scientifica, originariamente pubblicata nel numero del 22 maggio 2004 di New Scientist, è disponibile all’indirizzo: http://homepages.xnet.co.nz/~hardy/cosmologystatement. html. In questo sito sono elencati anche i 34 firmatari originali e centinaia di scienziati, ingegneri e ricercatori che hanno firmato successivamente.
4) Per informazioni sui test di verifica: “National Science Board, Science and Engineering Indicators” 2014 - National Science Foundation (NSB 14-01); Charles S. Reichardt, 2016, “Trends in Scientific Knowledge, Education, and Religion”, Skeptical Inquirer 40 (1), pp. 42-45.