“I cieli narrano la gloria di Dio
e l’opera delle sue mani annuncia il firmamento”
Salmo 18

Queste note su l’universo sono rivolte non a chi ne ha un approccio pratico e non si pone domande (è così perché è così!), ma agli interessati a conoscerlo per rendersi conto delle incredibili, perché estremamente improbabili, coincidenze cosmiche orientate allo sviluppo della vita, e a pensarci ponendosele. La vita un temporaneo plus insignificante in un cosmo vasto e freddo, la cui esistenza è mistero ? (1)

Roberto Gelpi

C’è luce, vedo!…; respiro: che cosa? aria con il 21% di ossigeno. Perché? (tenori maggiori del 25% o minori del 15% non permetterebbero la vita agli ecosistemi )…. e altrove?  ….

  1. Perché l’atmosfera abbraccia la Terra, ma oltre c’è il vuoto a temperatura glaciale? E’ solo, la prima di tante domande. Questa ci sovrasta tutti.
    Lungo la storia la mente dell’uomo ha distillato la conoscenza della Natura operando come torre di distillazione con la Natura per alimentazione, la scienza per ribollitore (teorie, osservazioni, esperimenti) avente l’ignoto come fluido riscaldante, per distillato un vapore con incondensabile, oggi, la materia oscura e l’energia oscura, l’unificazione dell’interazione gravitazionale con la meccanica quantistica e per distillato condensato una sintesi della struttura del cosmo, approssimata allo stato attuale delle conoscenze: quattro forze fondamentali e pochi numeri adimensionali, puri, detti parametri liberi, invariabili, non deducibili da principi primi, ma misurabili, improbabili quanto il ritrovamento di un ago in un milione di pagliai, ma calibrati per permettere la vita complessa e intelligente. La Natura si rivela di una complessità semplice e regolare, perché? per essere inferita, misurata sperimentalmente e compresa?
    Che propongo? Di prendere consapevolezza di qualcosa di fondamentale che ci riguarda e riguarda i nostri rapporti con l’ambiente, il mondo e la vita. Un percorso sollecitato da papa Francesco nelle encicliche Evangelii gaudium, Laudato sì, Fratelli tutti: leggere la Parola di Dio anche attraverso le parole della Natura, prima osservata con curiosità, meraviglia e stupore e poi compresa o in corso di comprensione nel tempo dell’uomo, a puntate. Prendere coscienza che le leggi del cosmo sono quelle che regolano la mia vita; dunque… anch’io sono cosmo creato, ma cosciente, sono quello che sono per come è fatto l’universo nella sua struttura fondamentale. Gli zulù esprimono questo con “ubùntu” significando di essere conseguenza evolutiva di ciò che siamo tutti e ne rendono grazie a Chi questa struttura sostiene e agli uomini impegnati a sviluppare un progresso sostenibile, solidale con il creato e con le future generazioni, nel timore spirituale della trascendenza.

Alcuni dati di fatto:

  • Non moriamo congelati grazie alle proprietà giuste, e nelle giuste proporzioni per la nostra esistenza, delle interazioni elettromagnetica, gravitazionale, nucleare forte e debole, per la massa del sole, per i gas serra dell’atmosfera che permettono una temperatura compatibile con l’acqua allo stato liquido. L’evoluzione è emersa perché le condizioni la inducevano. (2)
  • C’è acqua: come mai?(eredità della forza nucleare debole responsabile del rapporto protoni- neutroni durante il raffreddamento del cosmo quando era in culla).
  • Abbiamo un campo magnetico terrestre “giusto” per proteggerci dalle radiazioni protoniche cosmiche e dai raggi  gamma provenienti dai fuochi d’artificio cosmici.
  • Luna e Giove ci aiutano a vivere: l’una regolarizzando le stagioni, l’altro attraendo  asteroidi vaganti pericolosi.
  • Abbiamo la giusta posizione nella Via Lattea, non al centro né in periferia (ma a metà raggio, 26.000km).
  • L’intensità intrinseca dell’interazione gravitazionale è 10-39 che permette alle stelle d’irraggiare l’energia di fusione del loro nucleo sotto forma di luce (0,4-0,7 μ). La Terra la riceve con valori di grandezza dell’ordine di quelli di legame della chimica organica, permettendo ai sistemi biologici di assorbirla in diretta secondo i bisogni dei cicli vitali: straordinaria coincidenza per l’evoluzione.
  •  L’ossigeno, non avendo un orbitale nucleare di risonanza prossimo ai livelli energetici di carbonio ed elio, reagenti candidati alla fusione, come ipotetico prodotto di questa è di fatto molto improbabile. Il carbonio invece è prodotto in abbondanza nei processi stellari di fusione, risultando per la molteplicità delle fucine attive il più diffuso degli elementi della tavola periodica. Questa differenza permette di non consumare il carbonio per produrre ossigeno e di lasciarlo disponibile per il suo ciclo geologico e biologico e per la fotosintesi.  
  • Gli isotopi radioattivi U238 e Th 232 sono gli elementi chimici giusti per ottenere, con il loro decadimento radioattivo lento, una temperatura della superficie terrestre compatibile con il ciclo del carbonio (crosta fluttuante su un mantello caldo, plastico, malleabile, alla deriva, placche continentali che si scontrano generando eruzioni vulcaniche e terremoti necessari per la dinamica del pianeta). (2)
  • Se la forza nucleare debole fosse, solo di poco, di maggiore o minore intensità, la Terra sarebbe un pianeta sterile e immutabile perché le esplosioni delle supernovae di tipo II non sarebbero possibili, una volta esaurito il combustibile nel nucleo. Di fatto, quando la gravità diventa l’unica forza agente, il nucleo, collassando su se stesso, si riduce a una sfera altamente densa, con un raggio di circa dieci chilometri e diventa stella di neutroni: gli elettroni e i protoni disciolti nel nucleo fluido si fondono in neutroni emettendo neutrini elettronici ad alta energia a compensazione della carica negativa annullata. La precipitazione vorticosa sul nucleo del materiale della stella, non più sostenuto dalla pressione d’irraggiamento per estinzione della fusione, genera un’onda d’urto che rimbalza sul nucleo e comincia a risalire verso la superficie sostenuta dall’alta energia ceduta dai neutrini emersi. Giunta in superficie, la supernova esplode. Se la forza nucleare debole fosse inferiore o superiore al suo valore, l’onda d’urto, incapace di risalire fino in superficie, non provocherebbe alcuna esplosione né ci sarebbe dispersione nel cosmo degli elementi non producibili per fusione perché bisognosi di energia di formazione quali ossigeno, fluoro, sodio, fosforo, zolfo, cloro. L’esplosione delle supernovae di tipo II si regge su un filo di rasoio: con una forza nucleare debole di poco più debole o di poco più forte non avverrebbe e il cosmo non sarebbe seminato di atomi indispensabili per la vita.
  • L’interazione nucleare debole, nonostante il nome, ha, unica, la forza di cambiare le caratteristiche (sapore) dei quark facendo emergere un universo vibrante e vitale da un brodo di radiazione tiepida perché non violante la simmetria (CP), da lei invece ignorata.
  •  Il debole, il piccolo (10-7 volte minore di quella nucleare forte) costruisce il mondo in modo discreto non appariscente. L’essenziale è invisibile agli occhi. (3)
  • C’è nel cosmo un effetto creativo profondo che emerge dai vincoli di correlazione fra forze fondamentali e parametri liberi; numeri precisi e non altri: 1/137 K/EM(α, costante di struttura fine correlante  e–, h, c), 10–39 , 1 , 1/7 n/p , 10-7 . Nasce la domanda: perché soltanto uno strettissimo campo di variazione di questi numeri e delle intensità delle forze fondamentali permette la vita complessa e intelligente e perché ne siamo dentro?
  • Rapporto protoni/neutroni nel cosmo:  p/n=7 da quando erano in culla.
  • 1/10120 è la probabilità stimata dell’entropia dell’universo primordiale, veramente improbabile, sbalorditiva, eppure favorevole alla vita.
  • La costante cosmologica, misura della quantità di energia oscura in un dato volume dello spazio privato di particelle, energia del vuoto, dovuta ai campi quantistici che lo attraversano, secondo le misure dall’analisi delle supernovae, confermate dallo studio della radiazione cosmica di fondo, ha il valore di 10-123 , che nessuna teoria valida, a oggi, supporta, ideale per la nostra esistenza. E‘ UN VALORE NON ASINTOTICO ALLO ZERO, INVARIABILE. Se la materia oscura fosse stata agli inizi maggiore a scapito dell’energia oscura, l’universo sarebbe collassato e se l’energia oscura fosse stata maggiore a scapito della materia oscura e ordinaria, le strutture cosmiche non si sarebbero potute formare. Un numero così calibrato, non concepibile per i fisici, l’unico ordine di grandezza che consente l’universo abitabile, dice che materia oscura ed energia oscura devono essere presenti esattamente nelle quantità che misuriamo. Super mega fortunati (esistiamo!) o totalmente fuori comprensione o…..?

La natura è forse un calzino perfetto per il nostro piede?
Lo sarà ancora per l’uomo sempre più complesso, ma schiavo di un’intelligenza artificiale?

2. Il punto di vista altro, dell’uomo concreto.
L’uomo cercherà sempre nuove teorie per giustificare un universo comunque per lui senza ragione, che esiste per caso e basta, senza spiegazione. Nessun legame fra vita e cosmo.
Il bugiardino dell’universo in tal caso riporterebbe:

EFFETTI COLLATERALI: 

  • Il cosmo.
  • la vita senziente
  • la coscienza dell’uomo che sostiene a donarsi per amore.

Conclusione

La conoscenza dell’universo spinge a guardarlo non semplicemente come luogo ove vivere, ma come fittissima rete di processi misteriosi, eppure ordinatissimi, di cui l’uomo è parte integrante e personaggio primario della storia.
Guardando il cielo (la stella dei Magi) e comprendendo le sue rivelazioni, sono chiamato a rispondere a queste domande:

  • che compito mi do?
  • voglio salire come un  angelo o collassare nel deserto?
  • che responsabilità assumo verso l’altro e verso la vita del pianeta?
  • amo ?

Bibliografia

(1) Filippo Bonaventura – Lorenzo Colombo – Matteo  Miluzio, L’UNIVERSO SU MISURA – RIZZOLI, 2021              
ISBN 978-88-17-15674-5

(2) Lawrence M. Krauss, La fisica del cambiamento climatico – SCIENZA e IDEE, 2022 R.  Cortina Editore
ISBN 978-88-3285-423-7 

(3) Antoine de Saint-Exupéry, Il PICCOLO PRINCIPE 

Roberto Gelpi