Euresis

Seminari IUSS – Ne.T.S.

ChiaraGumier — Sun, 19 May 2013 19:53:59 +0000

Segnaliamo un interessante Ciclo di Conferenze organizzato dall’Istituto di Studi Superiori IUSS di Pavia.
Di particolare interesse i Seminari con Stanislas Dehaene in programma il 20,21 e 22 maggio.

locandina seminari – IUSS

MISSIONE PLANCK – L’Universo come non lo avete mai visto

ChiaraGumier — Fri, 05 Apr 2013 12:18:44 +0000

Per il Ciclo di incontri “SCOPERTE E NUOVI ORIZZONTI”

mercoledì 10 aprile, ore 21,00 Sala di via S. Antonio, 5 - Milano [MM1-3 Duomo]
il Centro Culturale di Milano e l’Associazione Euresis organizzano:

La strana storia della cosmologia moderna
con MALCOLM LONGAIR, University of Cambridge

L’Universo di Planck
con MARCO BERSANELLI, Università degli Studi di Milano

In apertura: “Memoria antica. Pensieri e ricordi dal fondo scuro del cielo” di Aniello Mennella. Con: MARIAROSA FRANCHINI (attrice), CRISTIAN FRANCESCHET (chitarra) e ANIELLO MENNELLA (chitarra)

Ingresso gratuito, INFO e prenotazioni: 0286455162 – segreteria@cmc.milano.it

Il CMC ed Associazione Euresis invitano il Professor Marco Bersanelli – fra gli iniziatori e principali responsabili scientifici del progetto Planck – e il noto astrofisico e cosmologo dell’Università di Cambridge Malcolm Longair, a presentare e discutere i nuovi dati sull’origine dell’universo ottenuti dal telescopio spaziale Planck, progetto in cui l’Università degli Studi di Milano è fortemente coinvolta. Giovedì 21 marzo 2013 l’Agenzia Spaziale Europea ha pubblicato la mappa a tutto cielo del fondo cosmico di microonde – la radiazione fossile del Big Bang – ottenuta da Planck nei suoi primi 15 mesi e mezzo di osservazioni, rivelando il cosmo primordiale con un dettaglio senza precedenti.

Le informazioni estratte dalla nuova mappa di Planck contengono un misto di conferme e di imprevisti. Essi forniscono una verifica straordinaria del “modello cosmologico standard” e permettono di determinare con estrema precisione i caratteri fondamentali del cosmo, come gli “ingredienti” di materia e energia che lo costituiscono (Planck trova che la materia oscura è più abbondante del previsto per un buon 20%), la rapidità della sua espansione e anche la sua data di nascita, misurata da Planck in 13,82 miliardi di anni fa.

Ma i nuovi risultati indicano anche alcune notevoli sorprese. Una delle scoperte più sorprendenti è che, a grandi scale angolari, le fluttuazioni primordiali hanno un’ampiezza più debole del previsto; inoltre il valore medio delle fluttuazioni in due emisferi opposti del cielo presentano una peculiare asimmetria; infine è stata osservata una regione fredda (cold spot) che si estende su una porzione di cielo molto grande, troppo grande per rientrare nella normale statistica. Al momento i cosmologi non hanno una spiegazione per queste “anomalie”, le quali sfidano alcune assunzioni di base della cosmologia e potrebbero richiedere una “nuova fisica” per essere comprese.

Dio, Einstein e il GPS

ChiaraGumier — Wed, 27 Mar 2013 07:01:24 +0000

Marco Bersanelli e Michael Heller, L’Osservatore Romano, 22 marzo 2013
Pubblichiamo stralci di un articolo presentato nell’ultimo numero della rivista «Vita e Pensiero». Il testo propone un confronto tra Marco Bersanelli, astronomo e astrosfiico dell’Università di Milano, e Michael Heller, fisico e cosmologo polacco membro della Pontificia Accademia delle Scienze e astronomo della Specola Vaticana.

BERSANELLI: Fede e autentica scienza tendono entrambe alla verità, cioè entrambe tendono a qualcosa di reale, sebbene per vie diverse e con diversi metodi. Come scienziati è interessante notare, d’altra parte, che pro; prio dalla scienza nascono delle domande nuove; in un certo senso, si pongono interrogativi che provengono dall esperienza del reale secondo quel metodo particolare che la scienza è in grado di utilizzare. Per esempio, che oggi la scienza sperimentale, attraverso lo studio dell’infinitamente grande o dell’infinitamente piccolo, sia ancora in grado di conoscere qualcosa di nuovo non è ovvio, non è scontato. La realtà continuamente ci mostra il suo lato “inarrivabile”, perché ogni punto di arrivo coincide sempre con un’ulteriore domanda. Ma quale rapporto c’è tra l’ordine del cosmo così come ci è dato di poterlo osservare e il fatto che questo universo esista, sia dato, sia tratto dal nulla?

HELLER: Vorrei richiamare una famosa affermazione di Einstein: «C’è solo una cosa che voglio sapere, voglio conoscere la mente di Dio, cioè l’idea che Dio aveva in mente quando decise di creare l’universo». Nel 1915 Einstein aveva elaborato la sua teoria sulla relatività, una delle teorie più importanti della fisica, con l’aiuto della quale abbiamo cercato di risolvere il mistero dell’universo. Per spiegare l’idea principale che sta alla base della relatività generale di Einstein pensiamo allo spazio e al tempo. Essi sono elementi cruciali nelle teorie matematiche, perché forniscono una specie di palco su cui si evolvono i., processi fisici. Gli studiosi ritengono che lo spazio e il tempo dovrebbero essere riuniti in un concetto unico, considerati cioè insieme come spaziotempo. Quando lo spazio-tempo è vuoto, è completamente piatto. Se appare un pianeta, ecco che si curva. Secondo l’equazione di campo di Einstein, il campo gravitazionale altro non è che una curvatura dello spazio-tempo, che l’equazione stessa ci dice come calcolare. Questa non è poesia, è scienza empirica, con un impatto sulla vita quotidiana. Pensiamo infatti al navigatore Gps, utilizzato praticamente ogni giorno in auto. Dei satelliti orbitano intorno alla Terra e inviano segnali che il nostro Gps registra per poi mostrarci la nostra posizione in un determinato luogo. All’inizio questo sistema non era molto preciso: nel determinare la posizione di un’auto si verificava un errore di un paio di miglia. Un fisico particolarmente intelligente si rese conto che ci si era dimenticati di considerare un elemento importante nel calcolo, ovvero la curvatura dello spaziotempo che crea campi gravitazionali. Rifatti tutti i calcoli includendo anche questo piccolo fattore, è emerso che il Gps funziona perfettamente. Così, ogni volta che si utilizza il Gps in auto, si mette alla prova la correttezza della teoria della curvatura dello spazio-tempo. Due anni dopo Einstein pubblicò le Considerazioni cosmologiche sulla teoria della relatività generale, una cosmologia basata sulla teoria della relatività generale in cui applicò l’equazione per descrivere la curvatura prodotta da tutta la materia presente nell’universo, realizzando così il primo modello cosmologico. Tuttavia incontrò alcune difficoltà, perché ne emergeva un universo non stabile, che tendeva a collassare, mentre cosa c’è di più stabile dell’universo, il posto dove viviamo? Einstein rivide dunque l’equazione e aggiunse un nuovo termine, adesso chiamato la “costante cosmologica”. Così corretta, l’equazione generava un modello stabile dell’universo, il primo modello relativistico mai creato: il cosiddetto “universo statico” di Einstein. Le equazioni di Einstein sembrano brevi perché in genere le riportiamo nella loro formulazione contratta, ma in realtà nella forma sviluppata contengono migliaia di temi. Ecco perché Einstein diceva: «Quando Dio creò l’universo fu particolarmente sofisticato perché aveva deciso di scegliere questa serie di equazioni così complesse, però non è stato malizioso perché ci ha permesso di semplificarle e di arrivare a una risposta che, sebbene approssimativa, è assolutamente accettabile». La storia della cosmologia relativistica è davvero interessante. Oltre a Einstein, occorre ricordare anche padre Georges Lemaitre, un sacerdote belga oggi considerato il cofondatore della cosmologia moderna. E Alexander Friedmann, un matematico russo che lavorava a Leningrado intorno al 1920 e che, risolvendo le equazioni di Einstein, fece emergere che producevano non solo l’universo statico, ma moltissime altre soluzioni; il problema era quali di queste soluzioni fossero effettivamente presenti nel nostro universo. L’universo standard a cui siamo abituati, l’universo che riteniamo il “nostro” universo, è chiamato “modello dell’universo di Friedmann e Lemaitre”, perché entrambi hanno contribuito al suo sviluppo. Passando all’aspetto più pratico della cosmologia, ci soccorre un astronomo americano famosissimo, Charles G. Abbott, che nel 1929 scopri in maniera empirica l’effetto dell’espansione dell’universo. La famosa “legge di Abbott” rappresenta una delle pietre angolari della nostra conoscenza empirica in campo cosmologico. Tanto è vero che il telescopio che oggi è in orbita si chiama telescopio di Abbott in onore suo: da esso provengono molte delle bellissime immagini dell’universo che vediamo. Oggi la legge dell’espansione dell’universo è stata ormai dimostrata dai nuovi dati astronomici. Nel 1931 Lemaitre ebbe poi l’idea di quello che più tardi venne definito “big bang” e al quale egli si riferiva come all’atomo primordiale. A coniare termine “bíg bang’ fu l’astronomo britannico Fred Hoyle, che non condivideva l’idea sull’atomo originale di Lemaitre, da lui ironicamente definito il gesuita del “big bang” (“big bang” significa due cose: sia l’inizio dell’universo sia, in inglese, pallone gonfiato). Il modello di Lemaitre comincia appunto con il “big bang”. L’universo si espande, il processo inizialmente rallenta e poi accelera. Nella fase di rallentamento, quando si rafforza il campo gravitazionale, alcune parti di materia si possono assemblare e formare galassie. Lemaitre postulò che la parte piatta della curva era la fase della formazione delle galassie. In questo modello la costante cosmologica introdotta da Einstein è positiva, ovvero superiore a zero.

BERSANELLI: Qualche volta si coglie il tentativo di leggere la Bibbia o i testi sacri quale sorta di descrizione naturalistica di come l’universo è fatto e di come si è evoluto. Altre posizioni, più diffuse forse, riguardano un’immagine della scienza che si oppone a qualunque fede, e alla fede cristiana in particolare, relegandola nell’irrazionale e lasciando che soltanto la via della conoscenza em- pirica sia degna di potersi dire conoscenza, razionale o ragionevole. Altra posizione ancora, oggi di moda per certi versi, è quella di vedere “buchi” o “crepe”, situazioni e fenomeni di cui la scienza non è in grado di dare spiegazione con i suoi metodi, come evidenza della necessità di appellarsi a Dio. Mi sembra che l’accezione che sta dando del rapporto tra la creazione e il Creatore gia un poi’ diversa.

HELLER: I pensatori cristiani del xx secolo, soprattutto negli anni Sessanta e Settanta, svilupparono un’ideologia (la chiamo volutamente così) secondo la quale metodo scientifico e metodo filosofico-teologico si trovano su due livelli epistemologici diversi, che mai potranno interagire e incontrarsi. Anche se la scienza e la teologia utilizzano la stessa terminologia (per esempio “inizio”, o “creazione”), questi termini hanno un significato completamente diverso nelle due discipline; il conflitto tra le due è dunque solo apparente, dovuto semplicemente a incomprensioni. Non condivido questa ideologia dei due piani che non si intersecano, perché se guardiamo alla storia dei rapporti tra scienza e religione vediamo invece moltissime interazioni, anche conflittuali, che non possiamo cancellare semplicemente definendole “incomprensioni”. Se i metodi si trovano su piani epistemologici diversi (e in un certo modo questo è vero), essi sono comunque immersi in uno spazio più ampio rappresentato dalla nostra cultura, attraverso la quale interagiscono tra di loro. Ritengo che si debba distinguere tra metodi scientifici e metodi teologico-filosofici: sono diversi e utilizzano concetti e linguaggi diversi; spesso e volentieri le contraddizioni si vengono a creare proprio quando questi due livelli vengono mischiati. Però non è vero che non interagiscono.

BERSANELLI: Si può dire, seguendo questo suo pensiero, che attraverso la conoscenza scientifica (in quanto ci fa vedere la realtà fisica sotto punti di vista più profondi) è come se noi apprezzassimo ancora di più Funiverso quale segno del Creatore.

HELLER: Questo mi riporta alla domanda precedente, sul “Dio” che entra nelle crepe e nelle lacune della nostra conoscenza: è un’ideologia molto pericolosa. Per esempio, qualcuno considera il “big bang” come il momento in cui Dio ha creato l’universo, e lo fa proprio strategicamente, perché in real- tà non sappiamo cosa ci fu dentro questo singolare fenomeno (che comunque è un’ipotesi). Ci sono due o tre lacune ultime che la scienza non riuscirà a colmare. Le prime due sono l’esistenza dell’universo (una lacuna ontologica e non scientifica, ovviamente) o la comprensibilità dell’universo; poi ce n’è una terza, che dovrebbe essere definita lacuna assiologica perché riguarda la dottrina dei valori (perché esistono i valori? Perché c’è differenza tra il male e il bene?). Queste sono tre lacune – ontologica, epistemologica e assiologica – che forse la scienza non riuscirà mai a colmare, quindi sono aperte alla trascendenza.

Ma riusciamo a vedere solo il cinque per cento di ciò che esiste

Saul Garavaglia — Wed, 27 Mar 2013 06:50:50 +0000

Piero Benvenuti, L’Osservatore Romano, 27 marzo 2013
Quando, verso la metà del secolo scorso, apparve ormai chiaro che l’universo non era statico, bensì in espansione, il cosmologo di origine ucraina George Gamow ipotizzò che, ripercorrendo a ritroso nel tempo l’evoluzione del cosmo, esso si sarebbe trovato in condizioni di crescente densità e temperatura. A un certo punto, tutto il gas primordiale doveva essere stato plasma, cioè gas ionizzato nel quale gli ioni positivi sono separati dagli elettroni e la radiazione vi rimane intrappolata perché i quanti di energia, i fotoni, procedono a zig-zag, di elettrone in elettrone, senza poter uscire liberamente dal plasma stesso. La continua espansione del cosmo comporta un progressivo raffreddamento del plasma e quando la temperatura scende al di sotto di qualche migliaio di gradi, gli elettroni vengono catturati dagli ioni positivi e il gas diventa neutro. Da quel momento — previde Gamow — i fotoni possono liberamente propagarsi nello spazio e, non trovando più ostacoli nel loro cammino, dovrebbero essere visibili anche oggi, provenienti da ogni direzione. Ma — proseguiva il cosmologo ucraino — tale flusso di fotoni è così flebile, che non sarà mai possibile rivelarlo.
Oggi, la previsione di Gamow è stata ampiamente confermata, smentendo invece il suo pessimismo (all’epoca comprensibile) riguardo il futuro sviluppo delle nostre capacità tecnologiche. Lo dimostra la recente mappa della sfera celeste prodotta dal satellite astronomico Planck, resa pubblica in questi giorni dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA): essa presenta, in forma di planisfero, l’immagine più dettagliata del cosmo primordiale sinora ottenuta. La “luce” raccolta da Planck e codificata nella mappa è in realtà radiazione di microonde: infatti, anche se la radiazione che ha lasciato il plasma primordiale circa 14 miliardi di anni fa, era allora composta di luce visibile (del tutto simile a quella emessa dal nostro Sole), essa si è via via spostata verso lunghezze d’onda più lunghe per effetto dell’espansione dello spazio cosmico, fino ad arrivare a noi sotto forma di microonde (come quelle dei nostri forni domestici). I colori utilizzati nella mappa sono indicativi della temperatura del gas primordiale: in blu le zone più fredde e in rosso quelle più calde. Le differenze sono minime, dell’ordine del decimillesimo di grado, ma rappresentano una informazione preziosa per ricostruire la storia dell’universo. Infatti, quelle minime variazioni di temperatura (e quindi di densità), sono i “semi” dai quali nasceranno successivamente le galassie e le stelle. Non solo: l’analisi statistica delle variazioni permette ai cosmologi di determinare la geometria del cosmo, l’età dell’universo e la sua composizione.
I nuovi dati di Planck, frutto di 15 mesi di osservazione, confermano e migliorano quelli precedentemente ottenuti dagli esperimenti BoomeRang, Cobe e Wilkinson-Map: fissano in 13,82 miliardi di anni l’età cosmo e precisano ulteriormente la suddivisione tra le principali componenti dell’universo.
La materia luminosa, cioè le stelle, le galassie e il gas ionizzato, rappresenta appena il 5 per cento mentre la materia oscura, invisibile perché non emette luce, il 27 per cento (superiore alle stime precedenti) e l’energia oscura, di cui ben poco conosciamo, il 68 per cento. Questo significa che tutto ciò che gli astronomi osservano con i loro telescopi è solo una minima parte, il 5 per cento appunto, di tutto ciò che esiste. La materia oscura si manifesta indirettamente grazie alla sua azione gravitazionale (l’effetto di lente gravitazionale, che deformando lo spazio produce una sorta di fata morgana cosmica, è dovuto anche alla sua presenza), ma non sappiamo ancora quale sia la sua natura e ancor più misteriosa è la cosiddetta “energia oscura”, responsabile dell’espansione accelerata dell’universo, ma della quale, per il momento, sappiamo solo che “esiste”.
Planck ha ulteriormente raffinato questi dati, già evidenziati dagli esperimenti precedenti, ma ha anche svelato una peculiarità del cosmo primordiale veramente inattesa, che ha già messo in agitazione i cosmologi. Si tratta dell’apparente anisotropia della distribuzione di temperatura del fondo cosmico: alcune zone sembrano essere globalmente più fredde della media circostante, altre più calde, quasi che la violentissima espansione iniziale, la cosiddetta “inflazione”, non fosse avvenuta con simmetria sferica, come fino a ora si era sempre ipotizzato.
Uno dei pilastri della cosmologia moderna, ovvero il principio per il quale ogni osservatore cosmico, in ogni luogo e in ogni epoca, “vede” lo stesso universo, potrebbe essere messo in discussione.
Fin qui le scoperte scientifiche che l’esperimento Planck — al quale ha contribuito in modo determinante l’Italia — ci ha rivelato. Esse sono interessantissime e affascinanti nel loro ambito cosmologico, ma suscitano anche riflessioni più generali, che riguardano tutti noi, non solo gli scienziati e appassionati di astronomia. Innanzitutto la conferma che ciò che “vediamo” e su cui avevamo per millenni fondato i nostri modelli di universo, rappresenti solo il 5 per cento di ciò che esiste, offre una singolare lezione di umiltà a chi pensava di poter arrivare a conoscere tutta la realtà! Certamente la nostra conoscenza progredirà e probabilmente tra qualche decennio sapremo di cos’è fatta la materia oscura, ma anche allora rimarrà il dubbio che via sia qualche componente o caratteristica del cosmo che sfugge alla nostra indagine.
Dobbiamo per questo rinunciare all’impresa? Direi proprio di no: anzi, dovremmo ancor più constatare con stupore come la nostra apparente insignificanza nell’immensità del cosmo sia sempre in grado di comprenderlo razionalmente, qualunque inattesa novità esso ci presenti. Per il credente, questa intima corrispondenza tra i fenomeni cosmici e la loro rappresentazione razionale nei modelli interpretativi creati dall’uomo, non può essere frutto del caso. Ma se questa nostra capacità di indagare i misteri del cosmo è un dono, che ci distingue e caratterizza, qual è il suo ruolo nell’economia del creato e della sua salvezza?
Tentiamo di abbozzare due linee di risposta. La prima riguarda il concetto stesso di creazione che, di fronte al modello cosmologico attuale, caratterizzato in modo singolare dal suo divenire evolutivo, si propone in modo sempre più evidente come creatio continua, come un amorevole abbraccio divino che, dal di fuori dello spazio e del tempo, sostiene nell’esistenza ogni cosa. La seconda riflessione riguarda il nostro emergere come coscienza dall’evoluzione stessa del cosmo: non siamo “collocati” nell’universo, ma siamo noi stessi prodotti dal paziente trascorrere del tempo, di complessità in complessità fino allo scoccare della scintilla dell’intelligenza che ci dà la libertà di riconoscere il nostro essere “creati ”. Allora possiamo avvicinarci al significato profondo di quell’invito all’uomo a «dominare la Terra» che Dio pronuncia nell’Eden: dominare il cosmo significa custodirlo con amore, e per custodirlo dobbiamo imparare a conoscerlo e farlo proprio, osservare la mappa di Planck come un giglio del campo e vedere nelle sue impercettibili increspature la traccia delle nostre ossa, che per nessuno e in nessun istante sono dimenticate.
Forse solo così, conoscendo, amando e custodendo questo mondo potremo portarlo con noi, sotto nuovi cieli e in nuova terra.

L’estrema semplicità del momento iniziale

ChiaraGumier — Fri, 22 Mar 2013 16:29:33 +0000

Marco Bersanelli*, La Stampa, 22 marzo 2013

Dopo vent’anni di attesa e lavoro, dopo tre anni di osservazioni da un angolo sperduto dello spazio a un milione e mezzo di chilometri dalla terra, dopo migliaia di ore d’impegno di un piccolo esercito di brillanti scienziati di tutto il mondo (molti italiani), ieri abbiamo finalmente mostrato i primi risultati della missione Planck dell’ESA. Guardare indietro verso l’alba del tempo e catturare l’immagine più nitida mai realizzata dell’universo appena nato, questo l’obiettivo di Planck. Oggi possiamo dirlo: missione compiuta. Planck è una sorta di macchina del tempo. Poiché la luce, per quanto veloce, impiega molto tempo ad attraversare le distanze cosmiche, osservare oggetti a grande distanza nello spazio significa anche vederli come essi erano indietro nel tempo. Planck porta questa situazione alle estreme conseguenze: i suoi sofisticati strumenti catturano luce (che oggi vediamo sotto forma di microonde) che ha viaggiato quasi per l’intera età dell’universo, circa 14 miliardi di anni, e dunque ci restituiscono un’istantanea di come si presentava il cosmo all’inizio, quando la sua età era lo 0,003% di quella attuale. È come vedere un bimbo a poche settimane di vita rispetto a un adulto di 50 anni.

Gli strumenti di Planck sono i più potenti ricettori di microonde mai costruiti. Grazie alla loro sensibilità e risoluzione angolare ci hanno permesso di registrare con estrema precisione le piccole fluttuazioni di densità che agitavano il plasma infuocato che riempiva l’universo primitivo. Si tratta di oscillazioni acustiche (onde sonore) i cui effetti gravitazionali hanno dato il via alla formazione delle strutture. Per la prima volta Planck ha captato per intero questa «sinfonia cosmica», la cui analisi ha permesso di misurare con precisione senza precedenti le caratteristiche dell’universo.

I risultati ci offrono un misto di conferme e di sorprese. Anzitutto Planck ha verificato in modo spettacolare la validità del modello cosmologico standard. Significa in pratica che i tratti essenziali del nostro universo sono descritti molto bene da una manciata di parametri: sei numeri in tutto. L’universo iniziale era di una semplicità disarmante. Impressiona considerare come quello stato semplicissimo iniziale sia stato terreno fertile per lo sbocciare della complessità e della ricchezza che troviamo nell’universo presente. Planck ha anche precisato il valore di quei parametri che fissano l’abbondanza degli ingredienti di materia-energia, la geometria dello spazio, la dinamica dell’espansione. Troviamo che la materia «ordinaria» (della quale sono fatte le stelle, le galassie, e tutto il mondo conosciuto, compresi noi stessi) costituisce solo il 4,9% del contenuto dell’universo. La presenza della materia oscura non solo è confermata, ma «pesa» più del previsto: è il 26,8% del totale, un quinto in più di quanto si pensava. Il resto è il contributo dell’energia oscura, la misteriosa forza responsabile dell’accelerazione cosmica. Inoltre troviamo che la famosa costante di Hubble, che misura il tasso dell’espansione, ha un valore inferiore a quello dedotto da altre osservazioni astronomiche. Tutto ciò fornisce anche una data di nascita ben precisa per il nostro universo: 13,82 miliardi di anni, con la pazzesca precisione dello 0.4%.

Ma non è tutto. Le mappe di Planck hanno anche rivelato alcuni indizi che potrebbero essere sintomo di qualcosa di più profondo. Uno dei pilastri della cosmologia moderna è il cosiddetto principio cosmologico, ovvero l’assunto che su grande scala l’universo è in sostanza ovunque uguale a se stesso. Planck ha rivelato qualche crepa: si osserva una lieve asimmetria tra un emisfero e l’altro del cielo; inoltre si nota la presenza di un’ampia regione «fredda» difficile da spiegare come una semplice fluttuazione statistica; e altre piccole stranezze.
E’ straordinario vedere in diretta l’universo neonato con una definizione mai vista prima. E l’avventura non finisce qui. Questi risultati riguardano solo i primi 15 mesi di osservazioni, abbiamo ancora molti dati nel cassetto, compresa l’analisi sulla polarizzazione che promette altre novità. Arrivederci nel 2014!

*Università degli Studi di Milano
Instrument Scientist e Deputy PI di Planck-LFI

L’Universo neonato ha fatto la foto

ChiaraGumier — Fri, 22 Mar 2013 14:23:58 +0000

Marco Bersanelli, Avvenire, 22 marzo 2013
Alle 13 di ieri, 21 marzo 2013, dopo oltre vent’anni di duro lavoro e di trepidante attesa i responsabili dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa) hanno reso pubblici a Parigi i risultati ottenuti dalle osservazioni del satellite Planck e di uno sforzo congiunto di centinaia di scienziati di tutto il mondo, Italia compresa: il satellite è stato finanziato in parte anche da Agenzia Spaziale Italiana (Asi) e Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e realizzato da un gruppo di aziende coordinato dalla Thales Alenia Space. Il perno di questi risultati è una fotografia, una singola immagine: si tratta della mappa più accurata mai ottenuta dell’universo primordiale prodotta dal telescopio spaziale Planck dell’Esa. Il Planck è una sorta di «macchina del tempo»: i suoi sofisticati strumenti catturano luce (oggi la vediamo sotto forma di microonde) che ha viaggiato quasi per l’intera età dell’universo, circa 14 miliardi di anni, e dunque ci restituiscono un’istantanea di come si presentava il cosmo all’inizio della sua storia, quando la sua età era «solo» di 380.000 anni, lo 0,003% di quella attuale. In proporzione, è come vedere un bimbo di poche settimane di vita rispetto a un adulto di 50 anni. La mappa di Planck ci mostra l’universo in una fase molto iniziale, ben prima della formazione delle galassie, delle stelle e di qualunque altra realtà strutturata. Era un universo assai diverso da quello attuale, quasi completamente uniforme, mille volte più caldo e un miliardo di volte più denso. Ma in quel plasma infuocato e indistinto qualcosa già si muoveva. Nelle regioni in cui la densità era leggermente superiore alla media, la gravità richiamava altra materia facendola collassare. A un certo punto però le forze elettriche delle particelle cariche incominciavano a opporre resistenza, cambiando la compres-sione in una dilatazione, e così via. Si innestavano così delle oscillazioni di pressione, vere e proprie onde sonore che con frequenze diverse (come fossero diverse note musicali) risuonavano nel plasma primordiale, producendo i semi gravitazionali per la formazione delle strutture che oggi vediamo nell’universo attuale.

Per la prima volta Planck ha captato per intero questa «sinfonia cosmica», cogliendone tutto lo spettro, dalle frequenze più gravi e imponenti (le oscillazioni su dimensioni maggiori) a quelle più acute (le oscillazioni su scale più piccole). La mappa di Planck rivela con un dettaglio spettacolare un’istantanea di quelle fluttuazioni, dalla cui statistica possiamo risalire alle caratteristiche fisiche di quell’universo iniziale. È come osservare delle increspature su una superficie liquida: a seconda di come si presentano possiamo dedurre il tipo e la densità del liquido (se si tratta di olio o di acqua, ad esempio), la profondità, il grado di uniformità, le correnti interne, eccetera. Nel caso di Planck la superficie è il plasma primitivo, le increspature sono le oscillazioni acustiche, e da esse possiamo dedurre gli ingredienti del cosmo, la sua geometria, e addirittura risalire a fenomeni accaduti nelle prime frazioni di secondo dopo l’inizio del tempo. Dopo anni di delicate analisi, i risultati di Planck ci offrono una splendida combinazione di conferme e di imprevisti. Anzitutto Planck ha verificato in modo straordinario la validità del modello cosmologico standard. Significa in pratica che i tratti essenziali del nostro universo sono descritti molto bene da una manciata di parametri: sei numeri in tutto. Planck ha precisato il valore di quei parametri con un’accuratezza senza precedenti, rivelando fra l’altro che la materia oscura ha un’abbondanza del 20% superiore a quello che si pensava. E ha fornito una data di nascita ben precisa per il nostro universo: 13,82 miliardi di anni, con la pazzesca precisione dello 0.4%. Ma non è tutto. Le mappe di Planck hanno anche rivelato alcuni indizi – non appariscenti, quasi impercettibili – che potrebbero essere sintomo di qualcosa di più profondo. Uno dei pilastri della cosmologia moderna è il cosiddetto principio cosmologico, ovvero l’assunto che su grande scala l’universo è in sostanza ovunque uguale a se stesso. Planck ha rivelato qualche crepa in questa assunzione fondamentale. Ad esempio si osserva una lieve ma ben misurabile asimmetria tra un emisfero e l’altro del cielo; inoltre si nota la presenza di un’ampia regione “fredda” difficile da spiegare come una semplice fluttuazione statistica; e altre piccole stranezze.

Come spesso succede nella storia della scienza, non si fa in tempo a consolidare un passo che già urgono nuove domande (il satellite Planck continuerà le sue osservazioni fino al prossimo autunno). E così, per fortuna, ci si sente sempre all’inizio di una nuova avventura. Ammirando ancora una volta la mappa di Planck ritorna un pensiero: l’universo iniziale era veramente di una semplicità disarmante. Impressiona considerare come quella uniformità quasi assoluta appena mossa da un soffio di brezza (le oscillazioni acustiche) sia stata il terreno fertile per lo sbocciare della complessità, della ricchezza, della varietà che troviamo nell’universo presente. Ed ecco la vita, la coscienza, ecco noi stessi in questo quadro: Il più enigmatico dei frutti dell’universo, irriducibili a tutto ciò che ci precede e ci circonda, e allo stesso tempo materialmente dipendenti da questa storia cosmica così sottile e imponente. Dice un salmo «Non ti erano nascoste le mie ossa quando venivo formato nel segreto, intessuto nelle profondità della terra» (Sal 138,15). Il nostro corpo e le nostre ossa hanno avuto bisogno della terra del cosmo intero, comprese quelle leggere increspature nell’universo di 13,82 miliardi di anni fa.

PLANCK/Bersanelli: vi racconto la vertigine di risalire al confine osservabile del cosmo

ChiaraGumier — Thu, 21 Mar 2013 10:52:23 +0000

Mario Gargantini, Ilsussidiario.net, 21 marzo 2013
intervista a Marco Bersanelli
Non è un numero magico. Quello che è risuonato oggi a Parigi durante il Media briefing dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) è il valore più accurato dell’età dell’universo che la scienza può darci: 13,82 miliardi di anni, calcolato con una precisione dello 0.4%. È il più eclatante di una serie di risultati raggiunti da PLANCK, l’osservatorio spaziale dedicato allo studio della radiazione cosmica di fondo: il satellite è stato lanciato il 14 maggio 2009, in una missione dell’ESA con l’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) e l’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) nel ruolo di protagonisti. A Parigi gli scienziati hanno presentato la mappa del fondo cosmico a microonde realizzata con un’accuratezza impensabile e hanno comunicato le prime conclusioni delle numerose ricerche condotte a partire dai dati arrivati da PLANCK.

Subito dopo il briefing, ilsussidiario.net ha raggiunto Marco Bersanelli, uno dei principali responsabili della missione e Instrument Scientist di uno dei due strumenti di PLANCK, LFI Low Frequency Instrument.

Quali erano gli obiettivi della missione PLANCK, quali le domande e in che senso erano cruciali per la nostra conoscenza della storia dell’universo?

Direi tre tipi di obiettivi. Primo, sfruttare quel tesoro di informazione che è il fondo cosmico di microonde per misurare con alta precisione i parametri cosmologici fondamentali. Per intenderci, si tratta di misurare una manciata di parametri, soltanto sei valori, che stanno alla base del nostro modello standard della cosmologia e che finora spiegano bene tutte le osservazioni ottenute. Sei numeri dai quali dipendono le grandi linee della storia dell’universo, la sua composizione, la sua geometria. Questo fu l’obiettivo centrale fin dall’inizio, quando oltre 20 anni fa concepimmo la missione PLANCK, insieme a George Smoot e Reno Mandolesi e altri, all’indomani della scoperta delle anisotropie del fondo cosmico da parte del satellite COBE.

In secondo luogo, volevamo verificare l’attendibilità dell’ipotesi dell’inflazione, secondo cui l’universo avrebbe attraversato un’espansione esponenziale nelle primissime frazioni di secondo dopo l’inizio (parliamo di dieci alla meno trentacinque secondi, in soffio inconcepibile!). Le modalità con cui verificare questo obiettivo con le misure di PLANCK si sono in parte chiarite a progetto in corso, via via che la teoria progrediva e noi stessi ci siamo resi conto delle potenzialità dei nostri strumenti (abbiamo anche apportato alcune modifiche in corso d’opera, come il potenziamento della polarizzazione, per ottimizzare lo strumento in questo senso). Infine bisogna ricordare che PLANCK, grazie alla sua sensibilità senza precedenti, va a sondare aspetti inesplorati del cosmo, una “terra incognita”: è quindi possibile trovare qualcosa che non ti aspetti. Insomma il terzo tipo di obiettivo è semplicemente l’imprevisto, scoprire qualcosa che nessuno immaginava.

Nella ricostruzione della storia dell’universo, fino a che età possiamo risalire grazie alle osservazioni di strumenti come i vostri? Riusciremo a “intravedere” il Big Bang?

PLANCK misura il fondo cosmico di microonde, la prima luce che si è propagata liberamente nello spazio poco dopo la nascita dell’universo, circa 14 miliardi di anni fa. Ma c’è un lasso di tempo ben definito tra l’inizio vero e proprio, il cosiddetto Big Bang, e il momento in cui questa luce primordiale si è liberata: circa 380 mila anni. Il fondo di microonde ci arriva da un ultimo confine direttamente osservabile, un orizzonte spazio-temporale, oltre il quale l’universo è opaco alla luce. Ciò che sta oltre è invisibile. PLANCK ci mostra direttamente l’universo in quell’istante, quando aveva un’età di 380 mila anni (lo 0,003% dell’età attuale): sarebbe come risalire all’età di poche settimane di vita rispetto a un adulto di 50 anni. Questo è un limite intrinseco: anche se PLANCK fosse mille volte, un milione di volte più potente, non potrebbe superare questo limite. Sarebbe come cercare di vedere meglio attraverso la nebbia usando una lente o un microscopio: niente da fare!

Ma oltre a essere un limite quel confine è anche il più grande tesoro di conoscenza che ci dà la natura: grazie si suoi straordinari strumenti PLANCK ha costruito la mappa di quel confine con estrema precisione e ci mostra le piccole fluttuazioni di densità che a quell’epoca agitavano il plasma primordiale – un po’ come onde sulla superficie del mare. Analizzando in dettaglio la statistica di quelle fluttuazioni, possiamo estrapolare molte proprietà di quel mare cosmico primordiale. È come osservare delle increspature su una superficie liquida: a seconda di come si presentano possiamo dedurre la densità del liquido, la profondità, il grado di uniformità, le correnti interne ecc. La nostra superficie è il confine dell’universo osservabile e dai suoi dettagli possiamo dedurre gli ingredienti del cosmo, la sua geometria e risalire a fenomeni accaduti nelle prime frazioni di secondo dopo l’inizio del tempo.

Veniamo ai risultati veri e propri: come si possono sintetizzare in termini non specialistici?

Un misto di strepitose conferme e notevoli sorprese. Innanzitutto PLANCK ha confermato in modo spettacolare la validità del modello standard e ha fornito valori molto più precisi dei parametri cosmici fondamentali. Troviamo che la materia “ordinaria” (della quale sono fatte le stelle, le galassie, e tutto il mondo conosciuto, compresi noi stessi) costituisce solo il 4,9% del contenuto di materia e energia dell’universo. La presenza della materia oscura non solo è confermata, ma “pesa” più del previsto: è il 26,8% del totale, quasi un quinto in più di quanto si pensava. Il resto è il contributo dell’energia oscura, la misteriosa forza responsabile dell’accelerazione cosmica. Inoltre troviamo che la famosa costante di Hubble, che misura il tasso di espansione dell’universo, ha un valore significativamente inferiore a quello dedotto da osservazioni astronomiche. Tutto ciò fornisce anche una data di nascita ben precisa per il nostro universo: 13,82 miliardi di anni, con la pazzesca precisione dello 0.4%.

Lo scenario che emerge è in accordo con quanto previsto dall’inflazione. Ma i teorici negli ultimi anni hanno proposto una vasta schiera di possibili modi in cui il processo dell’inflazione potrebbe essere accaduto. PLANCK ha consentito di definire meglio quali scenari sono compatibili con la realtà osservata e ha escluso una vasta gamma di modelli esotici. Anche se siamo ancora all’inizio, è un notevole passo avanti nella comprensione dell’universo nei suoi primissimi istanti.

E le sorprese?

In questo quadro di grande regolarità, le mappe di PLANCK hanno anche rivelato alcune sorprese. Indizi non appariscenti, quasi impercettibili, ma che potrebbero essere sintomo di qualcosa di più profondo. Uno dei pilastri della cosmologia moderna è il cosiddetto principio cosmologico, ovvero l’assunto che su grande scala l’universo è in sostanza ovunque uguale a se stesso. Ma PLANCK ha rivelato qualche crepa in questa assunzione fondamentale. Ad esempio si osserva una lieve ma ben misurabile asimmetria tra un emisfero e l’altro del cielo. Altro elemento sorprendente è la presenza di un’ampia regione “fredda” la cui rilevanza non rientra nella statistica generale. Inoltre le fluttuazioni su grandi scale angolari (che corrispondono alle massime dimensioni sondabili dell’universo), paragonate alle fluttuazioni su scale più piccole, dimostrano un’ampiezza inferiore al previsto. Parte di queste anomalie erano già state notate dal satellite WMAP, predecessore di PLANCK, ma si era pensato a qualche effetto strumentale spurio ed erano state quasi del tutto ignorate. PLANCK invece ha indicato con chiarezza che si tratta di fenomeni reali che richiedono una spiegazione credibile, che però al momento manca.

È soddisfatto per quanto è emerso dall’analisi dei dati? E quali domande restano o vengono aperte alla luce dei risultati presentati oggi?

È una grande soddisfazione. E insieme trepidazione, perché l’avventura non è finita, anzi. È straordinario vedere in diretta l’universo neonato con una definizione senza precedenti. È un po’ come sbarcare per la prima volta su un continente ignoto. Le mappe di PLANCK portano i segni inequivocabili di processi che sono avvenuti all’inizio della storia cosmica e ci consentono di sondare le primissime frazione di secondo dopo l’inizio. Si consolida e si precisa il modello standard. L’universo iniziale era di una semplicità disarmante. Possiamo riassumere le sue fattezze globali in pochi tratti molto ben delineati. E, come spesso succede nella storia della scienza, non si fa in tempo a consolidare un passo che già urgono nuove domande. PLANCK non ci ha risparmiato anomalie e stranezze che nessuno si aspettava la cui natura al momento sfugge a qualsiasi spiegazione.

Ma questi risultati riguardano solo i primi 15 mesi si missione, abbiamo ancora molti dati nel cassetto. Oltretutto uno dei due strumenti, quello a guida italiana, è tuttora in funzione (pensiamo che possa “vivere” fino alla prossima estate). Nel 2014, tra un anno circa, è prevista la nuova release di risultati più completi. Questi comprenderanno anche risultati sulla polarizzazione del fondo cosmico, una capacità di PLANCK non inclusa nei risultati che pubblichiamo oggi e che ci consentirà di studiare l’inflazione in un modo più diretto e quantitativo.

Come descriverebbe l’esperienza vissuta, personalmente e insieme agli altri scienziati, in questi anni, da quando il progetto è stato avviato?

In effetti oltre che una sfida tecnologica e scientifica PLANCK è anche un’incredibile avventura umana. Vent’anni, oltre 400 scienziati, un unico obiettivo comune. Ho in mente ora soprattutto quelli del mio gruppo all’Università di Milano. Dico ogni tanto che c’è una cosa più importante che costruire un esperimento ed è che costruendo quell’esperimento noi costruiamo noi stessi. Questo è accaduto per me con PLANCK in tutti questi anni; e sta ancora accadendo, grazie a persone straordinarie, maestri più avanti di me, così come giovani ricercatori bravissimi (che qui in Italia meriterebbero molto di più!). Non vorrei dare l’idea di un mondo idilliaco. In 20 anni ci sono stati anche momenti di fatica, di delusione e scoraggiamento. Ma è proprio questo il fatto: non ha prevalso lo scoraggiamento. Ci siamo aiutati, in qualche modo. Da solo uno non tiene così a lungo. Nella difficoltà c’è sempre qualcuno che ha più chiaro lo scopo, magari qualcuno più giovane di te, uno studente, che ti mostra che ne vale la pena, che ti ricorda quale privilegio hai a fare quello che stai facendo. Consapevoli del limite di quello che siamo e di quel poco che riusciamo a capire. Perché comunque ti senti sempre all’inizio. E come dicevo prima siamo ancora al lavoro, anzi adesso più che mai. L’avventura non è ancora conclusa.

SCIENZA A SEVESO 2013 – …A che tante facelle? Il cielo sopra di noi

ChiaraGumier — Sat, 16 Mar 2013 11:59:29 +0000

L’Associazione Don Mezzera, l’Associazione Euresis, la Fondazione Lombardia per l’Ambiente, con la collaborazione di Istituto Frassati e con il Patrocinio della Città di Seveso e della Provincia di Monza e Brianza, organizzano un ciclo di quattro conferenze dal titolo:

Scienza a Seveso 2013 – … A che tante facelle? Il cielo sopra di noi

Dove: Auditorium della “FLA” – Fondazione Lombardia per l’Ambiente – P.zza XXV Aprile, Seveso (Mi)

Quando:

– 15 Marzo ore 21: LA VIA LATTEA NEI MITI E NELL’ARTE
Relatore: Professor Francesco Bertola, Prof. Ordinario di Astrofisica, Università di Padova

- 22 Marzo ore 21: LA NOSTRA GALASSIA
Relatore: Dottor Maurizio Tomasi, Astrofisico, Università degli Studi di Milano

- 6 Aprile ore 21: IL COSMO: DA DANTE AL SATELLITE PLANCK
Relatore: Professor Marco Bersanelli, Professore Ordinario di Astrofisica, Università degli Studi di Milano

-12 Aprile: LE STELLE, LA TERRA E… IO
Relatore: Dott.ssa Paola Platania, Astrofisica, Istituto di Fisica del Plasma, CNR Milano

L’Associazione Don Mezzera, l’Associazione Euresis, la Fondazione Lombardia per l’Ambiente, “InnovA21 – Agenzia per lo Sviluppo Sostenibile” con la collaborazione di Centro Cooperativo BBC Barlassina e Ronzoni Lavori Stradali, con il patrocinio di Città di Seveso e della Provincia di Monza e Brianza organizzano l’esposizione delle mostre:

“A CHE TANTE FACELLE?
La Via Lattea tra Scienza, Storia e Arte”

“LE STELLE, LA TERRA E…IO”
Mostra per bambini

Dove: Auditorium della “FLA” – Fondazione Lombardia per l’Ambiente – P.zza XXV Aprile, Seveso (Mi)

Quando: dal 7 al 14 aprile 2013 – ore 15,30/19,00
Possibilità di prenotare visite guidate – anche al mattino – telefonando al n. 0362 553974.

locandina incontri
volantino

Gli indomabili cavalli di Galileo

Saul Garavaglia — Sun, 10 Feb 2013 07:53:52 +0000

Piero Benvenuti, L’Osservatore Romano, 10 febbraio 2013
Tommaso d’Aquino, nella Summa contra gentiles, dimostra, con la chiarezza che sempre lo contraddistingue, come le verità di fede non possano mai essere in contrasto con la ragione. Ben sapendo che a volte nascono dei conflitti tra ciò che apprendiamo razionalmente riguardo la natura e le verità di fede, o forse prevedendone di ancor più gravi nel futuro, egli insiste in modo particolare sulla possibilità di risolverli sempre, in quanto ogni eventuale contrasto è per necessità solo apparente. Purtroppo, tale chiaro e convincente ragionamento sulla necessaria concordanza tra le conoscenze scientifiche e le verità di fede, o meglio, il supporto teologico alle stesse, venne per molto tempo dimenticato, generando a volte vere e proprie battaglie, e soprattutto diffondendo l’opinione comune che la scienza e la fede fossero in ultima analisi incompatibili.
Non solo gli insegnamenti di Tommaso vennero dimenticati, ma anche quelli di uno dei fondatori del metodo scientifico moderno, Galileo Galilei. Ragionando sul nuovo approccio alla conoscenza della natura che egli stesso stava inaugurando, scriveva con altrettanta chiarezza all’amico Marco Welser: «Perché, o noi vogliamo specolando tentar di penetrar l’essenza vera ed intrinseca delle sustanze naturali; o noi vogliamo contentarci di venir in notizia d’alcune loro affezioni. Il tentar l’essenza, l’ho per impresa non meno impossibile, e per fatica non men vana, nelle prossime sustanze elementari che nelle remotissime e celesti. Ma se vorremo fermarci nell’apprensione di alcune affezioni, non mi par che sia da desperar di poter conseguirle anco nei corpi lontanissimi da noi, non meno che ne i prossimi».
Galileo indica chiaramente i limiti del metodo scientifico moderno che, tralasciando l’«essenza» delle cose naturali, si occupa unicamente delle relazioni («affezioni») tra fenomeni misurabili, che verranno poi rappresentate in forma matematica. Con spirito profetico egli prevede che tale metodo servirà non solo per conoscere ciò che avviene vicino a noi (oggi diremmo nel nostro “lab oratorio”), ma anche per estendere la nostra conoscenza fino agli estremi limiti dell’universo. La divisione “sostanziale” tra mondo sub-lunare e quintessenza, propria della fisica aristotelica, era definitivamente infranta.
Gli entusiasmanti successi della fisica newtoniana e della meccanica celeste che seguiranno di lì a breve, tanto inorgogliranno gli scienziati da far loro ben presto dimenticare che le «affezioni» e le loro precise trascritture in formule non sono mai l’«essenza» delle cose. Pertanto il metodo scientifico, potentissimo e insostituibile nel suo ambito, non potrà mai offrire una conoscenza completa e definitiva di tutta la realtà.
È sintomatico che il giovane Max Planck venisse scoraggiato a interessarsi di fisica teorica perché, come suggeriva uno dei suoi professori, ormai tutto era chiaro, le possibili novità si sarebbero limitate a qualche insignificante dettaglio. Di lì a qualche anno, Planck, introducendo il nuovo concetto di «quanto» di energia, avrebbe dato inizio alla rivoluzione della fisica quantistica, svelando aspetti del tutto inattesi della realtà fenomenica. In particolare il principio di indeterminazione di Heisenberg avrebbe infranto la certezza illuministica di poter misurare in modo indipendente ogni grandezza fisica con un errore piccolo a piacere, legato solo alla capacità tecnica dello sperimentatore. Gli esperimenti, le «sensate esperienze» di Galilei, quando riguardano situazioni spazio-temporali o energetiche estreme si dimostrano dei cavalli indomabili, insofferenti, per così dire, della presenza dello sperimentatore e la certezza di poter indagare senza limiti la natura deve umilmente arrestarsi. C’è del sacro in questo necessario riconoscimento del limite e lo stesso Planck scriveva: «Scienza e religione non sono in contrasto, ma hanno bisogno una dell’altra per completarsi nella mente di un uomo che riflette seriamente».
Fino a un secolo fa nessuno, nemmeno un genio della fisica come Albert Einstein, immaginava che l’universo fosse caratterizzato da una continua evoluzione che si manifesta come una espansione dello spaziotempo unitamente alla materia-energia. Oggi, grazie soprattutto ai dati osservativi provenienti dagli strumenti spaziali che operano al di fuori dell’atmosfera terrestre, è stato possibile ricostruire in dettaglio la storia evolutiva dell’universo. Infatti, avendo la luce velocità finita, le immagini che provengono dal cosmo si riferiscono sempre a epoche passate, posticipate del tempo impiegato dalla luce, a 300.000 chilometri al secondo, a raggiungere l’osservatore . Inoltre, l’espansione dello spaziotempo modifica la lunghezza d’onda — volgarmente il “colore ” — della luce e quindi è possibile datare le immagini ricevute, collocandole correttamente nella sequenza fotografica della storia del cosmo. L’espansione — dal passato al futuro — “raffredda” la materia-energia cosmica e quindi, ripercorrendo a ritroso la storia evolutiva — dal presente al passato — incontriamo un universo mediamente sempre più “caldo”, tanto da divenire — o meglio essere stato — un fluido uniforme di gas “incandescente” (più tecnicamente “ionizzato”), ciò che i fisici chiamano “plasma”. Il plasma ha la caratteristica di essere opaco alla radiazione elettromagnetica, alla luce, quindi quando raggiungiamo a ritroso nel tempo quella fase, l’universo diventa opaco, impenetrabile alla vista. Il “sipario cosmico” è collocato, sulla base dei dati sempre più dettagliati ottenuti dai satelliti astronomici, a 13,725 miliardi di anni fa. Per oltrepassare all’indietro lo “schermo”, chiamato Cosmic Microwave Background (Fondo cosmico di microonde), i cosmologi devono affidarsi a modelli matematici basati sulla fisica oggi nota. Le condizioni in cui si trovava la materia-energia in quelle epoche remote sono estreme, impossibili da riprodurre in un laboratorio terrestre oltre un certo limite: gli esperimenti condotti al Cern di Ginevra con il Large Hadron Collider, riescono a simulare le condizioni dell’universo com’era circa 10-15 secondi dopo l’“istante iniziale”, ma sarà molto difficile risalire ulteriormente. L’“istante iniziale” rimarrà quindi sempre precluso all’indagine sperimentale e potrà essere trattato solo ipoteticamente, estrapolando al limite le conoscenze scientifiche conseguite. Quell’intervallo infinitesimo dopo l’inizio potrebbe sembrare un’inezia, ma non dobbiamo dimenticare che il “secondo” è un’unità di misura locale, tipicamente terrestre e umana e inoltre lo scorrere lineare del tempo, cui siamo abituati dalla nostra vita quotidiana, non corrisponde alla scansione degli eventi cosmici che, nelle fasi iniziali, si susseguono con ritmi incredibilmente rapidi. Nonostante le difficoltà nell’avvicinarsi all’ipotetico “inizio”, la domanda se vi sia realmente un “istante zero”, un inizio del tempo e, nel caso, se abbia senso scientifico, oltre che filosofico, porre il problema di cosa vi fosse “prima”, si presenta oggi ancor più imperiosa che nel passato.
È logico quindi che, una volta scoperta l’evoluzione del cosmo, l’“istante zero” da cui essa sembra avere inizio, abbia da subito richiamato il concetto ebraico-cristiano di creazione dell’universo come atto divino, identificando il biblico Fiat lux con il Big Bang e i sei giorni di Genesi 1, come la susseguente evoluzione. Questo affrettato quanto ingenuo concordismo conduce però a un’idea di Creatore che la teologia ha da tempo superato, quella del “Dio orologiaio”, che mette in moto il meccanismo dell’universo in un tempo remoto e si disinteressa poi del mondo e dell’uomo, per riapparire sulla scena solo alla fine dei tempi per il giudizio universale. Dal punto di vista filosofico-teologico, uno dei problemi di questa visione risiede nel concepire l’atto creativo come un “evento” che avviene nel tempo, presupponendo l’esistenza di quest’ultimo. Già sant’Agostino aveva affrontato il problema, ulteriormente chiarito successivamente da san Tommaso d’Aquino che scrive: «Si dice che le cose furono create all’inizio del tempo non perché l’inizio del tempo sia la misura dell’atto creativo medesimo, ma perché il cielo e la terra sono stati creati insieme con il tempo».
Oggi, tale affermazione è rafforzata anche dalla fisica posteinsteiniana che, abbandonando il concetto newtoniano di spazio e tempo assoluti, non li può concepire se non indissolubilmente legati alla materia-energia dell’universo.
Di fronte all’evidenza scientifica dell’evoluzione del cosmo, il concetto di creazione maggiormente compatibile è quello della creatio continua, a-temporale, che abbraccia anche il tempo e il suo scorrere. San Tommaso si rende ben conto quanto per l’uomo sia difficile immaginare alcunché fuori dal tempo, ma non ha tentennamenti filosofici nell’esprimere il concetto che la creazione non può essere un mutamento in senso proprio, ma solo in senso metaforico: «in ogni mutamento da un soggetto a un altro, c’è bisogno che entrambi abbiano qualcosa in comune, perché se non ce l’hanno, ciò che avviene non può essere definito come cambiamento. (…) A volte può sembrare che non vi sia nulla in comune tra ciò che è prima e ciò che è dopo il mutamento, ma c’è comunque un solo tempo che scorre continuo e nel quale troviamo “prima” ciò che “dopo” diventa qualcos’altro , (…) come quando diciamo che dopo il mattino viene il mezzogiorno. (…) Ora, nella creazione, non si verifica nessuna delle situazioni sopra descritte: infatti non c’è nulla in comune [tra non-essere ed essere] e non c’è continuità di tempo perché il tempo non esisteva quando il mondo non c’era. Eppure possiamo trovare qualcosa in comune, ma puramente immaginario, se ci figuriamo una sorta di successione tra quando il mondo non esisteva e quando è stato tratto all’esistenza.
Analogamente, anche se al di fuori dell’universo non esiste lo spazio, noi possiamo nondimeno immaginarne uno: così, anche se prima dell’inizio del mondo non esiste il tempo, noi possiamo immaginarlo. Concludendo, la creazione non può rientrare a rigore nella categoria della mutazione e l’uomo la può immaginare come tale solo come metafora, ma non in realtà».
Quindi, se fino a un secolo fa interpretazioni alternative di Genesi 1 erano ugualmente possibili, oggi la scienza ci aiuta a scegliere quelle compatibili con quanto essa va scoprendo della realtà fenomenologica. L’obiettivo dell’esegesi, che vuole estrarre dalla parola scritta il senso dell’ispirazione che l’ha originata nostrae salutis causa è così più vicino all’uomo di oggi anche grazie alla scienza.

L’antico dialogo tra l’uomo e la natura

ChiaraGumier — Thu, 31 Jan 2013 12:02:23 +0000

Carlo Soave, Tempi 2/2013
Noi uomini moderni che popoliamo tutto il pianeta siamo una specie, biologicamente parlando, giovanissima, iniziata solo 200.000-100.000 anni fa da nostri antenati che vivevano, vagabondando nell’Africa sud-orientale, in piccoli gruppi di nomadi cacciatori e raccoglitori, esposti ai capricci del clima, dell’ambiente e delle specie concorrenti (predatori e, non escluse, anche altre specie di Homo). Siamo anche una specie profondamente omogenea dal punto di vista genetico (ci sono meno differenze nel DNA di due uomini moderni presi a caso, ad esempio un indonesiano e uno svedese, che tra due scimpanzé che vivono nella stessa foresta africana) e che manifesta anche una profonda unità e fermezza psichica che attraversa le diverse culture (di fronte ai dilemmi morali la larga maggioranza degli uomini arriva alla stessa decisione, anche se l’articolazione del perché della decisione è molto varia). Come mai? Tutto ciò dipende in parte dal fatto che noi uomini moderni siamo discendenti di un gruppo (si stima non più di 1000 individui) di nomadi con una spiccata tendenza alla mobilità. Intorno a 60000 anni fa i nostri antenati si erano già diffusi dalle zone di origine dell’Africa australe fino al nord dell’Africa e da qui un piccolo gruppo è migrato verso est, lungo la fascia costiera, occupando le aree del Vicino Oriente. Questo gruppo è andato incontro a una incredibile espansione demografica e geografica: in poco meno di 20000 anni si è diffuso in Asia, Indonesia, Australia, Europa, è rientrato in Africa e qualche millennio dopo (intorno a 15000 anni fa) i suoi discendenti hanno anche attraversato lo stretto di Bering e occupato il nord e il sud America. Cosa c’era di particolare in questo piccolo gruppo di fondatori che ha permesso loro di moltiplicarsi e diffondersi in tutto il pianeta soppiantando altri ceppi di Homo che già occupavano l’Eurasia come per esempio i neandertaliani e i giavanesi? Tutto sommato erano anche loro nomadi cacciatori-raccoglitori, capaci come i loro contemporanei e predecessori di fabbricare utensili di pietra. Non lo sappiamo con certezza, sicuramente i fattori causali devono essere stati molti, ivi comprese tutte le contingenze imprevedibili di cui è punteggiata la storia, ma certamente questi nostri antenati dovevano possedere una capacità particolare, la capacità di interagire in modo positivo con l’ambiente: guardavano con attenzione ciò che avveniva spontaneamente in natura, cercavano di comprenderla, interpretarla, modificarla in modo da trarne benefici. E’ da questa attitudine che è nata, millenni dopo l’uscita dall’Africa, la più grande invenzione dell’umanità, l’agricoltura, che ha reso stanziali i gruppi nomadi, ha dato origine ai villaggi, ha promosso lo sviluppo di nuova tecnologia, ha prodotto eccedenze di cibo: è l’inizio della civiltà come noi la conosciamo. Non è stato un passaggio istantaneo, ma piuttosto un avvicendamento graduale, avvenuto in tempi successivi, e in modo indipendente l’uno dall’altro, in diverse aree del globo. I primi ad arrivarci sono stati gli abitanti della Mezzaluna fertile, un area nel Medio Oriente che forma un arco che sale verso nord da Israele attraverso la Siria fino alla Turchia e poi scende verso l’Iraq e l’Iran racchiusa dal Mar Mediterraneo a ovest, dai monti Zagros a est e dalla catena del Tauro a nord. Siamo alla fine dell’ultima glaciazione (la glaciazione di Würm, 12000 anni fa) che per più di 100000 anni aveva coperto gran parte dell’Eurasia con i ghiacci e, a seguito dell’aumento della temperatura, le pianure e gli altopiani della regione si ricoprivano di distese erbose dove crescevano spontaneamente graminacee e leguminose selvatiche (frumento, orzo, piselli lenticchie, ceci…) e l’area era popolata da animali selvatici (capre, pecore, bovidi, gazzelle, cervi, cinghiali…). L’ambiente forniva quindi abbondanti risorse alimentari e i nostri nomadi potevano permettersi anche uno stile di vita semisedentario: invece che cacciatori-raccoglitori opportunisti che si spostano in continuazione nutrendosi di ciò che trovano lungo il cammino possono fermarsi e sfruttare sistematicamente le risorse presenti sul territorio, creando rifugi temporanei e depositi scavati nel terreno per conservare almeno temporaneamente ciò che trovano. E’ la cosiddetta cultura natufiana dal nome del sito (Uadi el-Natuf) scoperto per primo in Israele negli anni 1932-1942. L’insediamento poteva ospitare tra 100 e 150 individui che si nutrivano, come risulta dai resti botanici ritrovati, di cereali selvatici, legumi, mandorle, ghiande e pistacchi e le ossa rinvenute mostrano che la preda principale era la gazzella. E’ proprio la sistematicità di esplorazione dello stesso territorio per un tempo prolungato, insieme all’osservazione attenta della natura, che fa scattare la scintilla. Le piante raccolte infatti sono piante selvatiche e si comportano come tali. Per esempio a maturità disperdono i semi nell’ambiente in quanto questo carattere è fondamentale per la sopravvivenza allo stato selvatico: se i semi restano sulla spiga o nel baccello non cadono a terra e non è possibile la successiva germinazione. Inoltre i semi devono essere dispersi nell’ambiente in modo da colonizzare aree distanti dalla pianta madre, altrimenti nella stagione successiva crescerebbero tante piantine talmente addensate una all’altra che si ostacolerebbero impedendo lo sviluppo. Infine non è detto che la stagione successiva sia una stagione favorevole alla crescita delle nuove piante: una stagione fredda o molto piovosa, o molto secca potrebbe essere fatale per la crescita. E’ opportuno allora che i semi prodotti, una volta caduti a terra e dispersi nell’ambiente, non germinino tutti nello stesso tempo e magari restino dormienti fino all’anno successivo. Molto meglio una germinazione scalare, scaglionata nel tempo: se i primi semi che germinano incontrano una stagione sfavorevole non è grave, essi moriranno, ma altri semi che germinano più avanti nella stagione possono essere più fortunati e di conseguenza la sopravvivenza della pianta (e della specie) è assicurata. Tutti questi caratteri dipendono dall’azione di specifici geni presenti nel patrimonio genetico, cioè nel DNA, di ogni pianta. Nel frumento per esempio il gene brittle rachis fa sì che a maturità l’asse (rachide) sul quale sono inseriti i semi nella spiga si spezzi in corrispondenza di ogni seme e di conseguenza i semi cadono a terra. Inoltre i semi possiedono sulla cima una lunga appendice zigrinata, l’arista, che ne facilita la dispersione (tutti ricordiamo i semi che si attaccano alle calze quando camminiamo in un prato) e infine ogni seme è ricoperto da tessuti più o meno duri (le glume e le glumelle) che lo proteggono dall’attacco dei predatori. Anche questi caratteri (presenza/assenza delle ariste, seme vestito/seme nudo, seme dormiente/non dormiente) sono geneticamente determinati e, quindi, di tanto in tanto vanno incontro a mutazioni spontanee che li rendono inattivi. Queste mutazioni sono molto svantaggiose per le piante perché le privano di caratteristiche importanti per la sopravvivenza allo stato selvatico, ma d’altro canto sono molto interessanti per dei raccoglitori. Cosa c’è di meglio che trovare spighe mature con ancora i semi attaccati al rachide, semi non ricoperti da glume che possono essere subito macinati piuttosto che sbucciati uno ad uno, semi che messi in terra prontamente germinano. E’ qui che si instaura il “dialogo” sui generis tra uomo e natura: le mutazioni sono fatti naturali, che avvengono spontaneamente modificando i caratteri delle piante, generalmente con effetti negativi sulla pianta stessa: ma il nostro antenato, raccoglitore sistematico che esplora quotidianamente il suo territorio, le nota e ne comprende il valore. Sono piante preziose, potrebbero facilitare di molto la raccolta del cibo e vale la pena vedere se questi caratteri si mantengono, cioè se la mutazione viene conservata anche nelle generazioni successive. Ha inizio quindi un doppio processo: la domesticazione, cioè la scelta da parte dell’uomo di quei mutanti spontanei con caratteristiche per lui favorevoli e la coltivazione che implica la conservazione del seme, la preparazione del terreno, la raccolta, cioè un preciso progetto culturale. Questi due processi sono alla base dell’invenzione dell’agricoltura e si sono ripetuti, sostanzialmente immodificati, in diverse parti del pianeta, in tempi diversi, con piante diverse e indipendentemente uno dall’altro documentando lo stesso atteggiamento di fondo di questi nostri antenati nei confronti dell’ambiente che li ospitava: non passivi difronte alla natura (solo raccoglitori), non dominatori (attenzione invece a ciò che già in natura avveniva), ma coltivatori cioè in rapporto continuo con il territorio in cui vivevano. Coltivare, dal latino “còlere”, non vuol solo dire mettere a frutto il territorio, ma anche attendere con premura, rispettare o, come dice sant’Agostino, essere giardinieri dell’Eden. E così, solo per citare le specie più importanti, in Cina tra le valli del Fiume Giallo e dello Yangtse si è domesticato il riso, la soia, la melanzana, la canapa, nell’Africa subsahariana il sorgo, il miglio e il riso africano, le arachidi, l’igname, il cotone, nella Nuova Guinea la banana, la canna da zucchero e il taro (una pianta dai tuberi commestibili), nelle Americhe il mais, i fagioli, le zucche, le patate, i pomodori, il girasole. E, tornando alla Mezzaluna Fertile, che ci riguarda più da vicino, questa è la patria di origine dei cosiddetti sette fondatori: frumento, orzo, avena, piselli, fave, lenticchie, ceci che, insieme all’olivo, alla vite e al lino, sono stati alla base delle grandi civiltà antiche, i Sumeri, gli Egizi, gli Assiro-Babilonesi, i Persiani, i Greci e i Romani. Il pane di frumento, simbolo per eccellenza della cultura mediterranea, è il frutto di una storia particolarissima. I progenitori dei frumenti attuali sono tre specie di graminacee che vivevano, e vivono tuttora, nell’area della Mezzaluna Fertile: il Triticum boeoticum, il Triticum urartu e l’Aegilops speltoides. Le prime due specie erano interessanti per i nostri progenitori: ogni anno, all’inizio dell’estate, producevano delle piccole spighe con 10-20 semi, ricchi di proteine e carboidrati. Però c’era il solito problema: da piante selvatiche qual’erano, queste spighe erano molto fragili e al minimo urto o colpo di vento si disarticolavano e i semi si disperdevano. Sappiamo però che esistono mutazioni genetiche spontanee che rendono alcune spighe resistenti alla rottura e ovviamente per i nostri progenitori erano le piante preferite. Comincia quindi la domesticazione e coltivazione e il primo a essere coltivato è il T. boeoticum da cui man mano scegliendo sempre le piante migliori e più produttive si genera il T. monococcum (piccolo farro, forma domestica con seme vestito, coltivato fino agli inizi del medio-evo). T.urartu e A. speltoides seguono invece un’altra via: occasionalmente e spontaneamente queste due specie si incrociano tra loro e formano un ibrido con un numero doppio di cromosomi. L’ibrido, il Triticum dicoccoides, non solo è fertile ma produce molti più semi dei suoi genitori. Per i nostri antenati è il colpo che cambia la vita: domesticare e coltivare queste piante, (il farro medio), allontana finalmente la carestia e, siccome si trovava in Palestina, ecco che questa diventa la terra dell’abbondanza. I discendenti di questa pianta diventano l’attuale frumento duro (T. durum) con il quale facciamo gli spaghetti e la pasta. La storia però non è ancora finita: il T. diccoccoides (il progenitore selvatico del frumento duro) cresceva nella stessa area dove si trovava anche un’altra piccola graminacea selvatica, il T.tauschii e, ancora una volta si forma spontaneamente tra le due specie un ibrido che incorpora i cromosomi del T. tauschii. Il nuovo ibrido è fertile ed estremamente produttivo: è il progenitore del Triticum aestivum , il frumento tenero con il quale facciamo il pane. In sintesi è una storia di “salti quantici” della natura, salti però che sono stati osservati, capiti e salvaguardati con “cura e premura”, cioè “coltivati” dall’uomo agricoltore.

Ma ci sono stati anche salti quantici culturali, nel senso di salti totalmente determinati dalla intelligenza dell’uomo. Vediamone solo qualcuno. Tutti ricordiamo la storia nella Bibbia di Giuseppe e i suoi fratelli. I fratelli, invidiosi, vendono Giuseppe ai mercanti che lo portano in Egitto, dove Giuseppe diventa il consigliere del Faraone. Ed ecco il consiglio di Giuseppe: negli anni di abbondanza, un quinto del raccolto di frumento venga custodito nei granai affinché possa essere distribuito al popolo negli anni di carestia. Ma per far ciò bisogna aver capito che non tutte le annate sono buone, che bisogna pensare al domani, che servono granai, cioè depositi costruiti apposta per conservare il grano: in sintesi ci vuole una vera politica, una politica che pensi al bene del popolo non solo per l’oggi ma anche per il domani. Facciamo un salto nel tempo in avanti. In Europa nell’alto medioevo, intorno all’anno mille, il frumento rende non più di quattro volte la quantità usata per la semina e, inoltre, si pratica il ciclo biennale: un anno i campi sono seminati a frumento e l’anno dopo a maggese, cioè i terreni sono tenuti incolti e arati ripetutamente in modo da mantenere la fertilità del terreno. Il problema è che un anno su due, non c’è raccolto e la fame incombe. Ma c’è una soluzione: passare alla rotazione frumento-piante foraggere. Nel primo anno si semina e si raccoglie frumento e nel secondo anno sullo stesso terreno si seminano piante foraggere (erba medica): queste piante, non solo ripristinano la fertilità del terreno, ma sono alimento per il bestiame che fornisce latte e carne e così si sconfigge la fame. Qui non è più la natura che porta la novità, ma è l’uomo stesso l’innovatore che trova il modo di rendere più produttivo lo stesso ettaro di terreno. E il ciclo non si ferma più. Nei primi anni del secolo scorso, la produttività del frumento è ancora intorno a 10 quintali per ettaro e questo perché le varietà di frumento coltivato sono varietà a taglia alta, cioè piante alte più di un metro che, se fertilizzati con azoto, allettavano, cioè la pianta diventava ancora più alta e finiva per cadere a terra. Conseguenza: non si poteva fertilizzare più che tanto e la produttività restava bassa. L’idea vincente è stata quella di un nostro connazionale, Nazareno Strampelli (1866-1942) che incrociò una nostra varietà con una varietà giapponese (l’Akakomugi) che portava geni di nanismo. Furono creati così frumenti a taglia bassa che potevano essere fertilizzati e la produttività passò subito da 9 a 14 quintali ettaro. L’idea fu estesa anche ad altre piante coltivate e, insieme ad altri miglioramenti, è alla base della rivoluzione verde per la quale Borlaugh prese il premio Nobel per la pace nel 1970.

La strada da percorrere quindi è molto chiara: la ricerca (genetica, fisiologia, agronomia, idraulica ecc.) è la via da percorrere per incrementare la produttività delle colture tenendo conto anche dei nuovi problemi che si affacciano. Per esempio, proprio la rivoluzione verde con i suoi indubbi vantaggi ha creato anche problemi: l’uso massiccio dei fertilizzanti azotati reso possibile con le nuove varietà ha inquinato di nitrati le falde e ora bisognerà “creare” nuove varietà di piante capaci di utilizzare al massimo l’azoto quando questo è abbondante nel terreno (al momento della fertilizzazione), ma allo stesso tempo in grado di estrarre l’azoto dal terreno quando questo è molto scarso. La lezione quindi è chiara: dobbiamo essere consapevoli che ogni vantaggio che conseguiamo comporta un contraltare problematico con cui fare i conti e questo perché non siamo in grado né ora né mai di conoscere tutti i fattori in gioco nell’equilibrio complessivo del pianeta. E poi c’è anche il problema dello spreco e dello squilibrio nella distribuzione della risorsa alimentare. Nei paesi sottosviluppati la gran parte dello spreco delle risorse alimentari si ha direttamente sul campo, a causa delle malattie che affliggono le colture, l’attacco di predatori e parassiti: nei paesi sviluppati invece lo spreco avviene nelle case: si acquista molto di più di ciò che effettivamente ci serve e ciò che non è utilizzato viene buttato. E’ necessario e urgente quindi riscoprire un criterio da cui derivare un’azione rispondente al giusto e al vero: occorre riscoprire il concetto di temperanza, rinunciare a qualcosa in nome di un valore più grande, base di ogni corretto rapporto tra uomo e uomo e uomo e ambiente. Su questa base e consapevoli dei nostri limiti, possiamo ugualmente essere fiduciosi e positivi proprio perché siamo eredi di un’esperienza millenaria che ha saputo leggere con umiltà e attenzione i segni che la natura ci inviava e la ragione ci faceva comprendere.