Astronomia, spazio e tempo

Com'è stato possibile che le leggi cosmiche abbiano portato alla nascita di un universo dotato proprio delle caratteristiche necessarie e imprescindibili per lo sviluppo della vita? Si è trattato di un percorso inevitabile o di un caso fortuito all'interno di un mare di possibilità? È l'interrogativo alla base di quello che la scienza chiama «principio antropico», ed è forse la domanda più impegnativa cui Stephen Hawking ha cercato di rispondere. Un dubbio che lo ha portato a indagare l'origine del cosmo, e poi a scrivere uno dei saggi di divulgazione astrofisica più conosciuti di tutti i tempi: Dal Big Bang ai buchi neri. Ma le teorie presentate in quel testo - presto diventato un bestseller internazionale - sono entrate in crisi davanti all'ipotesi del multiverso avanzata da Andrej Linde: l'idea che accanto al nostro universo, adatto alla vita, se ne siano generati infiniti altri incapaci di sostenerla, e dai quali siamo dunque esclusi a priori. Un'ipotesi che non ha mai convinto Hawking, che per vent'anni ha lavorato assieme al suo ultimo e più stretto collaboratore a una nuova teoria del cosmo capace di spiegare l'emergere della vita. Quel collaboratore si chiama Thomas Hertog, e oggi è pronto a condividere con noi il risultato di tali ricerche. Avventurandosi fino alle origini del tempo e alle radici del nostro cosmo, e addentrandosi nei misteri della fisica quantistica, lui e il suo maestro hanno individuato un più profondo livello di evoluzione cosmologica, in cui le stesse leggi fisiche si trasformano. Una scoperta che li ha portati a un'idea rivoluzionaria: quelle leggi non sono scolpite nella pietra, ma sono nate e si sono sviluppate assieme all'universo cui stavano dando forma. Una prospettiva d'impostazione «darwiniana» e radicalmente innovativa. Sull'origine del tempo ci offre una visione nuova e sorprendente della nascita dell'universo, capace di incidere nel profondo sul modo in cui pensiamo al nostro posto nel cosmo, e che potrebbe rivelarsi la più grande eredità scientifica lasciataci da Hawking.

«Non lo so se l'idea che i buchi neri finiscano la loro lunga vita trasformandosi in buchi bianchi sia giusta. È il fenomeno che ho studiato in questi ultimi anni. Coinvolge la natura quantistica del tempo e dello spazio, la coesistenza di prospettive diverse, e la ragione della differenza fra passato e futuro. Esplorare questa idea è un'avventura ancora in corso. Ve la racconto come in un bollettino dal fronte. Cosa sono esattamente i buchi neri, che pullulano nell'universo. Cosa sono i buchi bianchi, i loro elusivi fratelli minori. E le domande che mi inseguono da sempre: come facciamo a capire quello che non abbiamo mai visto? Perché vogliamo sempre andare a vedere un po' più in là...?» (l'autore)

La fisica assume una realtà fatta interamente di "cose" materiali in interazione tra loro. Come conciliare questa visione apparentemente meccanicistica con le grandi domande esistenziali del pensiero umano? Marco Salvati avanza la sua risposta, rintracciando nell'unità profonda del reale il cuore della questione. Microcosmo e macrocosmo, osservatore e osservato sono così uniti in un rapporto più profondo del semplice causa-effetto: è l'entanglement, l'"intreccio", come lo chiama la meccanica quantistica. Questo rapporto è reso ferreo dalle simmetrie della natura, e lega il passato al presente e al futuro: il mondo è, non diviene. In questa prospettiva, ogni individuo è intrecciato con ogni altro essere senziente, e la coscienza universale che ne risulta è forse quello che i credenti chiamano "dio".

Da dove nasce il nostro universo? L'universo può crearsi da sé? Perché esiste qualcosa invece del nulla? Un universo nato dal nulla esclude Dio? La nascita dell'universo è diventata negli ultimi decenni uno dei temi centrali non solo della cosmologia ma anche della filosofia e della teologia. Fisici e filosofi, seguendo determinate linee di ricerca, hanno proposto la nascita dell'universo a partire da un particolare tipo di vuoto: il "vuoto quantistico". Ma non è abbastanza. In questo volume si dimostra come un universo possa scaturire dal puro nulla, creandosi spontaneamente da sé. Alla famosa domanda "perché c'è qualcosa anziché il nulla?", quindi, si può rispondere che "dal nulla sorge sempre inevitabilmente qualcosa".

Si fa presto a dire "pianeta", un termine che sembra non richiedere mai precisazioni, tanto appare ovvio; banale, quasi. Eppure richiama alla mente un'immagine il cui significato (fra diaspore spaziali, fughe e traslochi dal sapore fantascientifico capaci di modificare il senso e il valore di un concetto tanto semplice e comune quanto vago) è cambiato più e più volte nel corso della storia, dalle origini ai giorni nostri. In "Domicili cosmici" l'astrofisico, divulgatore, fumettista e musicista Angelo Adamo raccoglie e organizza una grande quantità di idee mutuate non solo dalla geologia, dall'astronomia e dalla sua storia, ma anche dalla letteratura, dalla poesia e dal cinema, per ripercorrere le tappe di questa continua trasformazione. E lo fa arricchendo il testo con le sue tavole originali e suggestive, veri e propri calembour disegnati, che si intrecciano con i giochi di parole e le espressioni matematiche disseminate nel testo. Il risultato è quasi un'antologia, un compendio illustrato di filosofia astronomica che racconta un'evoluzione culturale fatta di idee, ipotesi, suggestioni, storie, esperimenti, simulazioni. E speranze.

Il tempo è forse il più grande mistero della fisica. Sebbene le leggi fondamentali della fisica non distinguano tra passato e futuro, noi lo facciamo. E così, per oltre un secolo, tutte le più grandi menti hanno cercato di capire perché il tempo sembra scorrere in una sola direzione, sempre in avanti. Con Il punto di Giano, Julian Barbour, autore del classico La fine del tempo, dimostra che le cose non stanno così. Se il mondo della fisica è convinto che la seconda legge della termodinamica, e l'aumento del disordine che descrive, imponga un flusso del tempo irreversibile e unidirezionale, Barbour dimostra invece che il nostro universo non si sta dirigendo verso il disordine, ma ne è emerso. Al centro della sua argomentazione vi è una nuova visione del Big Bang che il celebre fisico chiama «Il punto di Giano», in cui il tempo scorre da un passato comune verso due futuri che se ne allontanano in direzioni opposte, spinti dall'espansione dell'universo e dal crescere dell'ordine nelle galassie, nei pianeti e nella vita stessa. Opera di grande rilievo e ambizione, Il punto di Giano non costituisce solo una nuova teoria del tempo, ma rappresenta un messaggio pieno di speranza sul destino dell'universo. Mentre la maggior parte dei fisici è concorde sul fatto che l'universo sia destinato a impantanarsi nel disordine, per Julian Barbour è possibile che l'ordine - la sostanza della vita - cresca senza limiti.

Le meravigliose mappe del cosmo del 1742 di Johann Doppelmayr, Atlas Coelestis, non sono solo una spettacolare guida ai cieli stellati, ma anche un'ottima introduzione ai fondamenti e alla storia dell'astronomia. Nel rappresentare costellazioni, pianeti, comete e lune, l'Atlas di Doppelmayr espone le idee e le scoperte di molti astronomi famosi e influenti, tra cui Copernico, Riccioli, Keplero, Newton e Halley, attraverso elaborate tavole a colori, che intrecciano tabelle e diagrammi annotati con disegni metaforici ed elementi ornamentali. Nel libro, le splendide tavole astronomiche e cosmografiche sono riprodotte sia per intero sia nel dettaglio, per invitarci a esaminare ogni figura con attenzione e in sequenza logica. L'astronomo Giles Sparrow spiega con chiarezza le idee scientifiche insite in ogni tavola, decodificando e analizzando sapientemente le complesse informazioni in esse contenute, e collocando il sontuoso Atlas Coelestis di Doppelmayr nel contesto delle rivoluzionarie scoperte intercorse tra Rinascimento e Illuminismo. Spettacolare e importante compendio della sfera celeste, Phænomena integra e commenta il bellissimo atlante di Doppelmayr, riflettendo sulla sua influenza nello sviluppo dell'astronomia fino ai giorni nostri.

L'interesse dell'uomo moderno per l'universo e i suoi segreti è sempre più vorace. A dimostrarlo, anche fenomeni di culto cinematografico sul grande e sul piccolo schermo, come Interstellar e la serie Netflix Dark per citarne due, per non parlare delle ambizioni marziane di Elon Musk! Scritto da ricercatori e appassionati che hanno lavorato al progetto da diversi luoghi del pianeta, perfetto sia per i neofiti che per i più esperti, Alla scoperta di una Passione chiamata Astronomia promette non solo di incuriosire, ma anche di fornire un quadro chiaro e ampio sullo status attuale delle conoscenze astronomiche: dalla storia dell'astronomia, partendo dai primi studi riguardo la forma e la posizione della Terra nell'Universo, fino ad arrivare alla nascita dell'astrofisica moderna, alla vita delle stelle e all'origine cosmica degli elementi. Scopriremo le opportunità dello sviluppo dei nuovi e potenti telescopi odierni e come ci stanno aiutando nell'esplorazione spaziale, arrivando a sondare i misteri della ricerca della vita nell'universo.

Perché è importante andare su Marte? Perché la scoperta, l'avventura, la sfida sono insite nel destino dell'uomo, il viaggio è una costante dell'esperienza umana e la ricerca di altre forme di vita non è altro che una delle possibilità per avere dal futuro risposte sul passato. Scenderemo su Marte e diventeremo "marziani" per avere risposte, poiché anche la più straordinaria invenzione non potrà mai sostituire il fattore umano e l'atto di piantare fisicamente una bandiera. Lo faremo perché il Pianeta Rosso è speculare al Pianeta Azzurro, non così alieno, ma simile a noi, e perché insieme alla Luna potrebbe dare al genere umano l'opportunità di sopravvivere attraverso insediamenti e colonizzazioni, terre promesse e future migrazioni.

Quanto è grande la nostra galassia? Quanto distano le stelle da noi? Com'è fatto un meteorite? Fin da piccoli, sono tante le domande che lo spazio ci pone. Con questo libro, finalmente, abbiamo le risposte. Attraverso più di 200 concetti chiave, questo manuale spiega in maniera accessibile a tutti com'è nato il nostro universo, quali sono le regole che lo governano, dove siamo arrivati e cosa dobbiamo ancora scoprire. Con tanti meravigliosi disegni! Big Bang; Esplorazioni; Espansione dell'universo; Buchi neri; Onde gravitazionali; Galassie; Supernove; Materia oscura; Esopianeti; Nane bianche; Comete; Alfa Centauri; Eclissi; Fasi lunari; Meteoriti Da Galileo a Einstein, da Copernico a Keplero: una storia incredibile di uomini e viaggi, stelle e scoperte.

Il volume offre un quadro d'insieme delle principali conoscenze astronomiche, rigoroso ma di agevole comprensione, dalle osservazioni delle culture più antiche alle nuove frontiere della scienza contemporanea. Per conoscere le basi e le teorie fondamentali di una disciplina antichissima, ma in costante ricerca ed evoluzione.

«C'è un arco che si tende dalla prima all'ultima pagina di questo libro, ed è la domanda che mi pongo da sempre: perché la fisica funziona? E se ci fosse uno strappo nella trama del mondo?» La scienza sembra ormai disporre delle leggi fondamentali dell'universo, fondate sulla gravitazione di Einstein e sulle teorie quantistiche, e nessun fenomeno appare in evidente contraddizione con esse. Con la scoperta delle onde gravitazionali il quadro teorico appare completo: abbiamo svelato l'algoritmo del mondo. Restano però le domande essenziali: perché il nostro universo segue delle leggi matematiche, invece di precipitare in un caos senza fine, e perché proprio queste e non altre? Possiamo ancora accrescere la nostra conoscenza costruendo telescopi e acceleratori sempre più potenti, o abbiamo ormai raggiunto i limiti delle nostre risorse? Viviamo nell'unico universo possibile, o siamo solo un esperimento della natura tra i tanti?