Astronomia, spazio e tempo

Cosa sappiamo dell’universo? Molto, moltissimo: la sua età, la sua struttura, cosa contiene e come ha fatto a evolvere in uno spazio disseminato di galassie, stelle, pianeti. Solo poco più di un secolo fa, non sapevamo quasi nulla di tutto questo. Il racconto di come la fisica moderna sia arrivata così avanti sulla strada della conoscenza del cosmo è il racconto di una straordinaria avventura scientifica, che Amedeo Balbi, astrofisico e divulgatore, ci aiuta a seguire passo dopo passo: dalla teoria della relatività di Einstein alla scoperta dell’espansione dell’universo, dall’osservazione della radiazione cosmica di fondo fino all’elaborazione del modello “classico” del Big Bang che oggi riteniamo la migliore descrizione dell’origine del cosmo. Allora, ormai sappiamo tutto dell’universo? Naturalmente no: se siamo sicuri dell’impianto generale, non abbiamo di certo definito con precisione tutti i dettagli. Balbi allora ci invita alla scoperta della terra di frontiera su cui si svolge la ricerca attuale, dalle conferme della teoria inflazionaria alla ricerca della materia oscura, alla spiegazione dell’accelerazione dell’espansione dell’universo. Ma anche alla frontiera della ricerca, siamo ben lontani dal trovare la risposta definitiva a domande basilari: l’universo è finito o infinito? Lo spazio e il tempo hanno avuto un inizio, e avranno una fine? Le leggi di natura potevano essere diverse? Esistono altri universi oltre il nostro? Per affrontare queste domande con gli strumenti della scienza bisogna spingersi oltre l’ultimo orizzonte, dove gli avvenimenti dei primordi sono nascosti al nostro sguardo da un muro di fuoco, dove le misurazioni che abbiamo fatto sull’universo potrebbero non valere più, dove potremmo scoprire che la fisica che abbiamo elaborato descrive solo un breve momento e un limitato spazio di un ben più ampio e irraggiungibile cosmo. Cosa sappiamo dell’universo?

Nel 1969 i primi due uomini mettevano piede su un altro corpo celeste, la Luna. Era un passo storico che segnava il ventesimo secolo, esprimendo il lato buono dell’umanità in un periodo tormentato da grandi tragedie. Dopo cinque decenni ci si sta preparando al ritorno sulle sabbie seleniche, ma adesso per rimanerci costruendo una colonia dove gli esploratori del cosmo potranno vivere e lavorare. Gli uomini e le donne che hanno avuto l’intelligenza e l’ardire di affrontare l’uscita dalla Terra, volando oltre il cielo, sono i protagonisti di questo libro. Assieme ci sono coloro che hanno pensato e costruito i mezzi per affrontare le ardue sfide nelle quali spesso era in gioco la vita. Tutti parlano e raccontano direttamente le loro storie in queste interviste frutto di incontri straordinari avvenuti nei luoghi dove le imprese dello spazio si inventavano, prendevano forma o si controllavano. Il libro è una storia dello spazio raccontata dalla voce dei personaggi che l’hanno realizzata. Ed è stato meraviglioso ascoltare la passione, l’entusiasmo, la visione che animavano le loro parole spesso intrise da una sorprendente umiltà. Testimonianze preziose, che ci portano nel futuro volando dalla fantascienza alla realtà.

"Dal big bang ai buchi neri" (conosciuto anche con il titolo originale "A brief History of Time") è ormai diventato un classico della divulgazione scientifica. In questo libro Stephen Hawking, una vera e propria icona della cultura moderna, affronta i quesiti che l'uomo si pone da sempre e a cui la scienza è in grado di fornire risposte sempre più convincenti: Quando è cominciato il tempo? Il cosmo è destinato a espandersi per sempre, o un giorno comincerà a contrarsi? Nel creato c'è posto per un creatore? In futuro il tempo comincerà a scorrere indietro? Questa edizione, arricchita con numerose foto dello spazio provenienti dai più importanti centri di osservazione astronomica – tra cui l'osservatorio NASA e Space Hubble – offre al lettore uno sguardo di prima mano sull'universo in cui siamo immersi, aggiungendo alla profondità del mistero scientifico la possibilità di contemplare la bellezza delle stelle e delle galassie che lo popolano. Dalla struttura dello spazio e del tempo al principio di indeterminazione, dal big bang al big crunch, dalle particelle elementari ai buchi neri, attraverso la sua abilità divulgativa, Hawking permette anche ai non specialisti di accostarsi alle scoperte più affascinanti della fisica contemporanea; e, accompagnando il lettore dal mondo infinitamente piccolo dei quanti alle estreme frontiere del cosmo, costruisce un percorso irripetibile per comprendere l'ordine che sta dietro le cose e gli eventi dell'universo in cui viviamo.

Abitiamo un sottile guscio sferico, di pochi chilometri di spessore, intorno alla superficie della Terra. Anche se esploriamo gli abissi più profondi dell'oceano o scaliamo le vette dell'Himalaya, il nostro regno ha dimensioni ridicole. Per questo, se riflettiamo su quelle dell'universo, ci resta una sensazione di lieve sgomento. Non solo. Il nostro piccolo mondo è anche popolato di chimere, fantasmi e terribili inganni: pensiamo che quello che percepiamo sia reale, invece tutto cambia appena ci allontaniamo dall'angolo tranquillo in cui si svolge la nostra esistenza. Quando cerchiamo di capire i fenomeni che si osservano nel meraviglioso tappeto di galassie che ricopre la volta stellata, o quelli che caratterizzano la materia nei suoi componenti elementari, dobbiamo rinunciare alle certezze che governano la nostra vita e intraprendere un viaggio vertiginoso che lascia senza fiato. Guido Tonelli, fisico al Cern di Ginevra e uno dei padri della scoperta del bosone di Higgs, ci fa compiere questo viaggio irripetibile, al cospetto di fenomeni straordinari. Fino a raggiungere il non-luogo del non-tempo da cui tutto ha avuto origine e dove possiamo dar voce a quell'istinto che si annida dentro di noi quando continuiamo a chiederci da dove viene la meraviglia che ci circonda. Il mito e la scienza hanno in fondo la stessa funzione, dal momento che "ogni società si costituisce attorno a una cosmologia. E nessuna civiltà, grande o piccola che sia, può reggersi senza il grande racconto delle origini".

Quando l'uomo ha cominciato a scrutare il cielo? Da sempre, a giudicare dai dipinti paleolitici che ricoprono le grotte di Lascaux e ritraggono, fra bisonti e cavalli selvaggi, gruppi di astri e fasi lunari. In ogni epoca, il fascino misterioso della notte stellata ha portato gli uomini a interrogarsi sulla forma dell'universo. E a indagarlo con ogni mezzo a disposizione. In questo libro un astrofisico ci guida attraverso otto successive rappresentazioni del cosmo, da quella concepita dagli ignoti costruttori di Stonehenge a quella del nostro secolo, ottenuta grazie ai raffinati strumenti dei telescopi e delle sonde spaziali. Mappe che rivelano le sorprendenti intuizioni degli antichi, la genialità della visione di Dante, i profondi cambiamenti prodotti nella mentalità scientifica e nella cultura europee, fra Cinquecento e Seicento, dallo smantellamento delle sfere celesti, che aprì lo sguardo sullo spazio infinito. Quadri che diventano via via più dettagliati e precisi, come quello disegnato da Keplero, che fissò le leggi della danza ordinata dei pianeti intorno al Sole, o quello di Newton, che descrisse l'insieme dei movimenti celesti e terrestri con un'unica equazione matematica. Fino all'ottavo scenario, con la rivoluzionaria architettura spazio-temporale pensata da Einstein e la scoperta di quel mare di microonde, residuo del Big Bang, che ha aperto una finestra sull'universo primordiale. Nel racconto di Marco Bersanelli l'avventura cominciata ventimila anni fa di fronte allo spettacolo del cielo diventa un romanzo. Una storia emozionante che si sviluppa intorno alla perenne ricerca condotta dall'uomo per rispondere al mistero delle proprie origini.

Come elaborare un modello teorico generale in grado di descrivere l'universo in modo unitario e coerente? È questa la domanda cruciale che accompagna la ricerca scientifica ormai da un secolo, da quando nel primo Novecento la teoria della relatività generale e la meccanica quantistica rivoluzionarono il nostro modo di concepire i meccanismi della natura: entrambe assolutamente efficaci e capaci di spiegare fenomeni fisici fondamentali, le due teorie rispondono in modo diverso a questioni decisive ma ancora irrisolte, suscitando controversie anche tra i maggiori fisici al mondo. Ieri Bohr ed Einstein, oggi Hawking e Penrose, che in questo libro partono da posizioni differenti per confrontarsi sui punti fondanti della natura dell'universo: dal big bang allo spazio-tempo, fino ai buchi neri, il loro incontro è un'occasione unica per assistere al dibattito scientifico contemporaneo al suo massimo livello, osservare passo dopo passo il farsi - e disfarsi - delle teorie più visionarie, e andare al cuore delle questioni matematiche e concettuali più sfidanti per la comprensione della realtà. Un incontro straordinario tra due protagonisti assoluti della fisica mondiale, un dialogo sorprendente che illustra in modo esemplare il fascino e la meraviglia delle leggi che regolano la natura e l'universo.

Sgombrando il campo da pregiudizi millenari e scontrandosi con le istituzioni, gelose di una dottrina chiusa in formule dogmatiche, Galileo espone nel «Dialogo dei Massimi Sistemi» il metodo sperimentale matematico, che da filosofo teorizza e da scienziato attua. Testo che inaugura una nuova concezione dell'uomo e del mondo, il «Dialogo» è esemplare per il rigore della trattazione e per il valore dei contenuti, decisivi per l'affermazione della concezione eliocentrica dell'universo; ma resta insuperabile anche per lo stile, che alterna il registro ironico e la formulazione algebrica, la dimostrazione matematica e la considerazione filosofico-morale, la citazione colta e l'esperienza vissuta.

Dove sta andando l'umanità? Qual è la vera origine dell'essere umano? Esiste un altro modo per comprendere la realtà oltre a quello frutto della formazione convenzionale impartitaci? Si tratta di domande che sempre più individui, pur non essendo filosofi a tempo pieno, frequentemente si pongono in conseguenza dei tempi che l'umanità sta vivendo con i loro repentini capovolgimenti economici e distruzioni ambientali, con le sincroniche rivoluzioni sociali e con la crescente perdita di identità spirituale. Il testo, frutto di un accurato e rigoroso lavoro di ricerca, si propone di portare alla conoscenza dei lettori non specializzati del settore, in maniera didattica e partendo dalla spiegazione degli elementi basilari ricorrenti nella terminologia tecnica, le più innovative e recenti teorie scientifiche (tra le quali quella elaborata dal fisico italiano Massimo Corbucci) relative a quesiti fondamentali quali l'origine della materia, la natura della gravità, l'interazione tra la coscienza umana ed il Cosmo, l'essenza spirituale dell'Universo...

Con "La grande storia del tempo", Stephen Hawking, avvalendosi della collaborazione del fisico americano Leonard Mlodinow, ripresenta le proprie riflessioni sulle origini e il destino dell'universo già trattate nel libro "Dal big bang ai buchi neri" (1988). In questa edizione aggiornata e illustrata, oltre a far uso di un gran numero di esempi, diagrammi e illustrazioni esplicative, Hawking parla delle più recenti scoperte, dagli sviluppi della teoria delle superstringhe ai progressi nella ricerca di una teoria unificata della fisica. Inoltre discute in un capitolo interamente nuovo l'affascinante problema dei viaggi nel tempo e dei tunnel spazio-temporali.

Il cielo stellato è un immenso libro aperto in cui i nostri antenati hanno trovato le conoscenze più utili alla sopravvivenza, imparando a orientarsi, a costruire orologi e calendari, a sfruttare i cicli stagionali. Incantati dai movimenti degli astri e dei pianeti, intimoriti da inspiegabili fenomeni come le eclissi o le comete, hanno popolato il firmamento di dèi ed eroi che ne spiegassero il mistero. In un appassionante percorso che tocca l'astronomia e l'archeologia, la scienza e il mito, Margherita Hack e Viviano Domenici ci insegnano a "leggere" il cielo notturno, a riconoscere le costellazioni e a comprendere quei fenomeni che hanno atterrito e affascinato gli uomini di ogni epoca. Uno straordinario viaggio nello spazio celeste, con un inserto a colori.

Quando si ha a che fare con il cosmo, le domande sono inevitabilmente "grandi". Che cos'è l'Universo? Com'è nato, e come finirà? Einstein aveva ragione? Che cos'è un buco nero? Stuart Clark affronta i temi più affascinanti dell'astronomia contemporanea attraverso venti domande. Di queste, alcune hanno trovato una risposta definitiva; altre sono prossime a una soluzione, altre ancora, tuttora irrisolte, sono quelle che ispirano il lavoro degli astronomi e cosmologi della nostra epoca. Ognuno degli interrogativi proposti affronta un aspetto fondamentale della nostra percezione dell'Universo e dei nostri sforzi per comprendere quale sia il posto dell'Uomo nel cosmo. Una lettura che apre un orizzonte sulla magia speciale che ci sfiora quando contempliamo l'Universo.