Quasar Finale

Nuove ipotesi degli astrofisici

I GRANDI VUOTI DELL'UNIVERSO

 

Per Remo Ruffini, professore di fisica teorica all'Universit� "La Sapienza" di Roma, non si pu� negare il rapporto tra velocit� di recessione e distanza. "Forse sono riuscito a capire come sono nati i quasar".

Di Luigi Bignami

 

"L'universo � qualcosa di estremamente semplice. I meccanismi del nostro Sole, delle stelle pi� lontane, dei buchi neri e di tutti gli oggetti cosmici possono essere resi comprensibili all'uomo con poche centinaia di formule. Questi oggetti cosmici sono incomparabilmente pi� semplici della cellula o di un neurone del cervello umano o di un processo economico della nostra societ�!".

Questo modo di concepire il cosmo e tutto ci� che in esso vi � contenuto � il motore che spinge Remo Ruffini, professore di fisica teorica presso "La Sapienza" di Roma, a interessarsi a uno dei settori pi� complessi della ricerca in campo astronomico: l'astrofisica relativistica. Grazie a questa scienza, un giorno, forse neppure molto lontano, riusciremo a dare una risposta alle mille domande sull'universo: dalla sua nascita alla sua evoluzione. Se da un lato gli sforzi di Ruffini sono protesi verso questa direzione, da un altro non disdegnano di occuparsi di problemi pi� classici. "Uno dei pi� grandi quesiti cosmologici attuali riguarda la nascita delle galassie - spiega Ruffini - e come dal Big Bang si siano formate le grandi strutture dell'universo". Ma in particolare c'� un mistero del cosmo che gli sta a cuore da oltre 20 anni e del quale, forse, � giunto a svelarne il segreto: "Forse - dice Ruffini - sono riuscito a capire come nascono i quasar". Questi sono oggetti estremamente luminosi, lontani dalla Terra miliardi di anni luce, molti dei quali si allontanano da noi a velocit� prossime a quella della luce stessa (300mila chilometri al secondo). Gli studi degli ultimi trent'anni avevano portato allo sviluppo dell'ipotesi che questi oggetti altro non fossero che giganteschi buchi neri ospitati all'interno di galassie particolari. Le loro incredibili dimensioni facevano supporre che stessero via via inglobando al loro interno stelle alla fine della loro evoluzione termonucleare, come le nane bianche e le stelle a neutroni, e i gas delle galassie in cui si supponeva fossero nati. Questo meccanismo avrebbe permesso loro di raggiungere masse corrispondenti a 10, 100, 1.000 milioni di volte quella del nostro Sole. Ma questa ipotesi � recentemente crollata per due motivi. Innanzi tutto va ricordato che i quasar sono tra i primi oggetti a essere nati nell'universo e quindi non possono essersi accresciuti inglobando stelle alla fine della loro evoluzione che non erano ancora nate. Recentemente, inoltre, le ricerche realizzate grazie alle osservazioni dell'Hubble Space Telescope hanno fatto ulteriormente scricchiolare i pilastri di tali ipotesi. Infatti, ricercatori della Pennsylvania State University e della School of Natural Sciences degli Stati Uniti, analizzando le immagini del telescopio spaziale sono rimasti attoniti trovandosi di fronte a quasar assolutamente 'nudi', cio� a quasar privi delle galassie che avrebbero dovuto ospitarli al loro interno.

Non solo, ma in alcune foto questi oggetti sembrano catturare gas e stelle di galassie vicine. Tutto ci� ha fatto pensare che i quasar esistano in una straordinaria variet� di situazioni e che siano, dunque, oggetti che hanno interagito in modo molto pi� complesso con le galassie rispetto a quanto ci si aspettava sinora. I quasar, dunque, potrebbero s� vivere in simbiosi con le galassie, ma non � ancora assolutamente chiaro come siano nati e quale sia il ruolo che essi giocano nell'economia dell'universo. "Il mio sogno - continua Ruffini - � sempre stato quello di spiegare come si siano evoluti e come possano aver raggiunto le loro incredibili masse da pochi princ�pi primi. Attraverso la strada che sto percorrendo vorrei giungere a una visione unificatrice, che ci dica non solo come sono nati i quasar e le galassie, ma che spieghi un po' tutta l'evoluzione del nostro universo". Solo grazie alla scoperta di particelle molto particolari, Ruffini si sta avvicinando alla grande scoperta. "Le recenti scoperte che hanno portato alla luce i 'neutrini massivi' (particelle della materia estremamente piccole ma pesanti n.d.r.) - continua Ruffini - la cui massa corrisponde a una energia di circa 10 elettronvolt, pu� far pensare alla possibilit� che queste particelle si siano attratte le une con le altre sino a collassare, dando origine ai quasar". Questi neutrini potrebbero costituire anche la famosa 'materia oscura' che 'manca' ai cosmologi per spiegare l'evoluzione dell'universo. "Non solo - spiega Ruffini - ma i neutrini possono aver dato origine anche agli 'aloni galattici' (materiale oscuro che si trova ai confini esterni delle galassie n.d.r.) da cui si sono formate le galassie stesse". Dunque, un intreccio estremamente complesso cui la nuova ipotesi potrebbe dare un'intelaiatura che davvero potrebbe spiegare il tutto. "Mi mancano ancora tre o quattro formule, ma poi dovremmo esserci davvero". Forse siamo di fronte a una nuova rivoluzione nelle scienze astronomiche, che potrebbe rendere obsoleti in un solo colpo tutti i libri di testo sinora scritti sulla cosmologia. Questo modo davvero rivoluzionario di affrontare i problemi pi� complessi dell'universo porta Ruffini a sorridere di fronte a uno dei quesiti pi� dibattuti della Cosmologia: la costante di Hubble. L'astronomo Edwin Hubble dimostr� l'esistenza di un rapporto tra la velocit� di recessione delle galassie e la loro distanza: quanto pi� una galassia � lontana, tanto maggiore � la sua velocit� di allontanamento. Il valore della costante che lega questi due parametri porta a scoprire le dimensioni dell'universo e conseguentemente la sua et�. Ma da quando Hubble ha proposto per la prima volta un certo valore per tale costante, questo � cambiato almeno una decina di volte, facendo variare l'et� dell'universo da 8 miliardi di anni a circa 20. Apparentemente chi propone un nuovo valore della costante di Hubble porta prove a suo favore dove � difficile dimostrare un evidente errore. Ma anche per questo problema Ruffini ha proposto una soluzione davvero chiara: "La costante di Hubble � nata considerando l'universo omogeneo e isotropo. Ma dove gli astronomi eseguono le misure per calcolare il valore di tale costante � una zona molto vicina a noi, dove l'universo � ancora anisotropo. Quindi, la risposta al problema � semplice: la costante di Hubble non � mai stata misurata realmente". Ma perch� una soluzione cos� evidente non viene comunemente accettata dal mondo scientifico? "Perch� il concetto di isotropia e anisotropia dell'universo � qualcosa di estremamente nuovo. Sono idee nate in questi ultimi 3-4 anni, quando sono stati scoperti i 'grandi vuoti' dell'universo. Gli specialisti della costante di Hubble sono astronomi piuttosto anziani, che in realt� non si chiedono pi� neppure cosa stiano misurando di fatto". Ruffini, da ricercatore di astrofisica relativistica, sostiene che non si pu� negare il rapporto tra velocit� di recessione e distanza, ma questo non � lineare nello spazio. Solo facendo misure estremamente lontane da noi potremmo trovare realmente un universo isotropo e dunque calcolare il vero valore della costante di Hubble. Ma le ricerche di Ruffini e dei suoi collaboratori vanno al di l� addirittura del tempo e dello spazio. Un suo ex studente, infatti, Giovanni Montani, sta studiando ci� che avvenne nelle frazione di tempo che va dal momento in cui nacque l'universo a 10-43 secondi dopo, una nullit�, ma dove potrebbero essere avvenuti incredibili fenomeni. In quell'istante, forse, l'universo era costituito da 1l dimensioni che collassarono su se stesse e dalle quali nacquero il tempo, le dimensioni attuali e tutte le particelle che costituiscono l'universo di oggi. Montani � riuscito a studiare quell'incredibile universo applicandovi le equazioni della relativit� di Einstein, con risultati che presto scuoteranno il mondo della cosmologia. Quanto pi� si dipanano i misteri dell'universo tanto pi� viene spontaneo chiedersi che senso abbia l'esistenza di tutta questa incredibile struttura, a cui anche noi apparteniamo. "Sono sempre pi� convinto - spiega Ruffini - che la parola 'perch�?' nel mistero dell'universo non abbia senso. La nostra vita quotidiana � legata a un legge utilitaristica dove il 'perch� delle cose' incita l'uomo a compiere le proprie azioni. Ma forse, a livello cosmologico, non necessariamente vi deve essere un perch�. E probabile che si possa parlare solo di 'come' avvengono certi fenomeni e ascendere a una visione apparentemente pi� semplice e non utilitaristica".