In questo saggio di divulgazione Hawking riflette e argomenta sul come la scoperta dell’espansione dell’universo sia stata una delle grandi rivoluzioni intellettuali del ‘900 ma abbia tardato a divenire la posizione prevalente nella comunità scientifica, incontrando molte resistenze. Secondo il fisico questo è avvenuto perché la fede in un universo statico era talmente forte che persino gli studiosi hanno faticato ad allontanarsene.

La scoperta dell’espansione dell’universo fu una delle grandi rivoluzioni intellettuali del XX secolo. Col senno di poi, è facile chiedersi perché mai nessuno ci avesse pensato prima. Newton e altri avrebbero dovuto comprendere che un universo statico sarebbe stato instabile, data l’assenza di una forza repulsiva in grado di controbilanciare l’attrazione gravitazionale che tutte le stelle e le galassie esercitano le une sulle altre. Pertanto, anche se in un certo istante l’universo fosse stato statico, non avrebbe comunque potuto rimanere tale, poiché la mutua attrazione gravitazionale di tutte le stelle e le galassie avrebbe ben presto iniziato a causarne la contrazione. Di fatto, anche se l’universo si espandesse a una velocità piuttosto ridotta, la forza di gravità riuscirebbe infine a fermare la sua espansione, dopodiché, anche in questo caso, esso inizierebbe a contrarsi. Se però l’universo si espandesse a una velocità superiore a un certo valore critico, la gravità non sarebbe mai abbastanza forte da fermare questa espansione, e l’universo continuerebbe a espandersi per sempre. È un po’ come ciò che accade quando, dalla superficie della Terra, lanciamo un razzo verso l’alto. Se la sua velocità è piuttosto bassa, la forza di gravità riuscirà infine a fermarlo ed esso “critico (circa 11 chilometri al secondo), la gravità non sarà sufficientemente forte per farlo tornare indietro, ed esso continuerà quindi ad allontanarsi dalla Terra per sempre.

Questo comportamento dell’universo avrebbe potuto essere predetto sulla base della teoria della gravità di Newton in un qualsiasi momento dell’Ottocento, del Settecento o persino alla fine del Seicento. Tuttavia, la fede in un universo statico era talmente forte da persistere fino agli inizi del Novecento. Persino Einstein, quando formulò la teoria generale della relatività nel 1915, era così sicuro che l’universo doveva essere statico che modificò la propria teoria al fine di rendere possibile questa staticità, introducendo nelle proprie equazioni un fattore di correzione, la cosiddetta «costante cosmologica». La costante cosmologica aveva l’effetto di una nuova forza «antigravitazionale» che, a differenza di altre forze, non proveniva da una qualche particolare sorgente, ma era incorporata nel tessuto stesso dello spazio-tempo. A causa di questa nuova forza, lo spazio-tempo aveva una tendenza intrinseca a espandersi. Regolando opportunamente il valore della costante cosmologica, Einstein poteva calibrare la forza di questa tendenza. Egli scoprì che poteva regolarla in modo da controbilanciare esattamente la mutua attrazione di tutta la materia presente nell’universo, così da ottenere un universo statico.

• Tipologia di scuola: Secondaria di primo grado
• Parole a cui è associato questo materiale: Scoperta