Le avventure di Einstein e della costante cosmica in giro per l'Universo statico - parte 1

In qualunque branca della storia, gli archeologi, per raccogliere nozioni varie, devono tessere indizi raccolti su fossili logorati, pergamene incartapecorite oppure resti mummificati. La cosmologia, lo studio della nascita e dell’evoluzione dell’Universo, è totalmente differente. È l’anfiteatro nel quale puoi diventare «testimone» della storia.

I piccoli puntini che adornano il firmamento sono in realtà fotoni che hanno viaggiato nella nostra direzione per alcuni anni o alcune migliaia d’anni. La luce degli oggetti più lontani, meticolosamente catturata dai telescopi spaziali, ci ha raggiunto invece dopo un viaggio che può durare anche una dozzina di miliardi d’anni. E quando guardiamo quella luce, stiamo letteralmente osservando il passato.

Durante lo scorso decennio, quando le osservazioni spaziali si sono via via potenziate, osservando il passato sempre più antico, si è scoperto che contemplando e studiando questi oggetti si dava - sorprendentemente - uno sguardo al futuro. E il futuro contenuto nei dati delle osservazioni è cospicuamente inquietante, specialmente per una «cosa» nota come energia oscura.

Questa storia incomincia un secolo fa con Albert Einstein, il quale realizzò che lo spazio non è immutabile, come affermava Isaac Newton. Nella sua teoria della relatività, Einstein aveva congetturato, procedendo per illazioni, che lo spazio - e il tempo - possono flettersi, curvarsi e avvitarsi su loro stessi. 

Infatti, l’Universo è così malleabile perché - come afferma la matematica - non può semplicemente stare fermo, ma deve espandersi o contrarsi.

Per Einstein, questa conclusione era inaccettabile. Aveva speso 10 lunghi e faticosi anni per elaborare la sua teoria generale della relatività, ma a lui la nozione di un universo irrequieto era incredibilmente sconosciuta. 

Einstein rispose celermente. Modificò le equazioni della relatività generale in modo che la matematica sviluppasse un universo immutabile. Una situazione statica, come una situazione di stallo nel tiro alla fune, richiede però che due forze si compensino, e per ora l’unica forza citata era l’attrazione gravitazionale. Quindi, ci voleva una forza che allontanasse i corpi celesti. Ma quale poteva essere?

Sorprendentemente, scoprì che una semplice modifica delle equazioni della relatività generale avrebbe coinvolto un atipico fattore che avrebbe potuto lasciare di stucco perfino l’insigne Newton: l’antigravità - una forza gravitazionale che spinge invece di tirare. 

La materia ordinaria, come quella che compone Terra e Sole, può generare solo gravità, creando intorno a sé un campo gravitazionale, ma la matematica affermò che una ben più esotica sorgente poteva generare l’alter ego della gravità. Einstein chiamò questa forza che riempiva tutto il cosmo «costante cosmologica», e scoprì che compensava esattamente la gravità, enunciando quindi un universo statico. Poté finalmente tirare un sospiro di sollievo.