Introduzione
La Cosmologia. è una nobile disciplina, praticata dalle più grandi menti da quando abbiamo ricordo: Platone...Aristotele... Einstein. Altri.
Come suggerisce il nome, è lo studio del cosmo, dell'universo e della sua evoluzione. Spesso si fa fatica a dire che l'universo ha una certa proprietà ben definita, o a descriverne certi aspetti, perché i cosmologi non hanno elementi di paragone. Di universi al momento ne abbiamo infatti, uno.
Per citare Destri, al giorno d'oggi "il cosmologo ha due domande, che sono materia oscura ed energia oscura"
Come suggerisce il nome, è lo studio del cosmo, dell'universo e della sua evoluzione. Spesso si fa fatica a dire che l'universo ha una certa proprietà ben definita, o a descriverne certi aspetti, perché i cosmologi non hanno elementi di paragone. Di universi al momento ne abbiamo infatti, uno.
Per citare Destri, al giorno d'oggi "il cosmologo ha due domande, che sono materia oscura ed energia oscura"
Sono sicuro che la maggior parte di voi ha già avuto modo di vedere uno di questi grafici a torta. queste percentuali (che, abbiamo notato guardando su internet) variano di grafico in grafico, rappresentano a grandi linee ciò che pensiamo sia la materia che costituisce il nostro universo.
Noi comuni mortali non abbiamo assolutamente idea di cosa siano materia oscura ed energia oscura, ma se volete informarvi un pochino vi consiglio questo video (lo troverete anche nella sezione fisica in pillole):
https://www.youtube.com/watch?v=QAa2O_8wBUQ .
Quel poco che sappiamo è che la materia oscura si chiama oscura non perché non la vediamo (come per esempio un buco nero) ma perché non interagisce con alcun tipo di reazione elettromagnetica; dunque nessuna luce, onda radio, infrarossa, raggio ultravioletto, X o gamma interagisce con la materia oscura.
noi riusciamo a rilevare la materia oscura solo attraverso il lensing gravitazionale (infatti la gravità può interagire con essa)
Noi comuni mortali non abbiamo assolutamente idea di cosa siano materia oscura ed energia oscura, ma se volete informarvi un pochino vi consiglio questo video (lo troverete anche nella sezione fisica in pillole):
https://www.youtube.com/watch?v=QAa2O_8wBUQ .
Quel poco che sappiamo è che la materia oscura si chiama oscura non perché non la vediamo (come per esempio un buco nero) ma perché non interagisce con alcun tipo di reazione elettromagnetica; dunque nessuna luce, onda radio, infrarossa, raggio ultravioletto, X o gamma interagisce con la materia oscura.
noi riusciamo a rilevare la materia oscura solo attraverso il lensing gravitazionale (infatti la gravità può interagire con essa)
Queste due foto mostrano delle fonti di luce circolari come le vedremmo se non ci fossero (a sinistra) e se ci fossero (a destra) delle masse in mezzo.
Ogni corpo con massa esercita una forza gravitazionale, e sappiamo dall'equazione E=mc^2 che anche la luce deve essere affetta dalla gravità. completando il sillogismo possiamo trarre la conclusione che se metti delle masse in mezzo a due fonti di luce, ci sarà una distorsione della stessa luce.
Per completare il discorso, il lensing gravitazionale questo fenomeno di distorsione, che noi sfruttiamo per poter vedere per esempio luce proveniente da galassie che sono dal nostro punto di vista "coperte" da altre galassie o stelle.
La materia oscura ha massa, e l'energia oscura in qualche modo è responsabile dell'espansione accelerata dell'universo che sta avvenendo in questo stesso momento.
Altro noi tre non sappiamo, ma come al solito ci ha affascinato moltissimo parlare di tutto ciò con Destri, che ci ha fatto capire che la Cosmologia si sta concentrando su come comprendere maggiormente materia ed energia oscura
Ogni corpo con massa esercita una forza gravitazionale, e sappiamo dall'equazione E=mc^2 che anche la luce deve essere affetta dalla gravità. completando il sillogismo possiamo trarre la conclusione che se metti delle masse in mezzo a due fonti di luce, ci sarà una distorsione della stessa luce.
Per completare il discorso, il lensing gravitazionale questo fenomeno di distorsione, che noi sfruttiamo per poter vedere per esempio luce proveniente da galassie che sono dal nostro punto di vista "coperte" da altre galassie o stelle.
La materia oscura ha massa, e l'energia oscura in qualche modo è responsabile dell'espansione accelerata dell'universo che sta avvenendo in questo stesso momento.
Altro noi tre non sappiamo, ma come al solito ci ha affascinato moltissimo parlare di tutto ciò con Destri, che ci ha fatto capire che la Cosmologia si sta concentrando su come comprendere maggiormente materia ed energia oscura
L'intervista
- Come si svolge la giornata del cosmologo?
L'attività di ricerca consiste principalmente nella solita lettura di preprint, stesura di articoli e simulazioni al computer. Un particolare curioso che ci ha raccontato è che in cosologio ed in generale in fisica teorica la maggior parte degli appunti sono da scartare nel momento di stesura degli articoli e, insomma, anche questo è un gran lavoro.
- Cosa l'ha portato a passare dalla fisica delle particelle alla cosmologia?
consiglio di un suo storico collaboratore di passare al mondo della cosmologia.
Il discorso che lo ha convinto è abbastanza semplice: da qualche decennio la fisica particellare non ha nuovi sviluppi, principalmente per la difficoltà di creare nuove macchine in grado di aumentare le energie e quindi nuove possibili scoperte. Contemporaneamente a questa "fase di secca", la cosmologia sta vivendo grandi sviluppi, grazie alla possibilità di fare osservazioni che verifichino la teoria ed all’enorme mole di nuovi dati provenienti da questi. La scelta, non facile per un fisico, di cambiare ambito di ricerca, è dovuta a questo.
- Che differenze ci sono tra il mondo dell'astrofisica e della fisica particellare?
La differenza fondamentale sta nella visione del mondo e della conoscenza scientifica. Un fisico teorico ha occhio per l’unitarietà, cerca di “distillare la realtà nelle teorie fisiche”, e l’obiettivo è quello di cercare di spiegare la realtà nel modo più semplice e riduzionistico possibile.
L’astrofisico ha una mentalità improntata molto di più alla fenomenologia, ad un tipo di descrizione classificatrice della realtà nell’ambito della quale si innesta comunque la ricerca di una spiegazione teorica semplice e comune a più fenomeni.
L’esempio che ci ha fatto per capire le due mentalità è Il modo in cui potrebbero descrivere una mucca: i teorici hanno la tendenza a vederla come un oggetto dal volume paragonabile ad una sfera di raggio simile, mentre un astrofisico tende a vedere zampe, corna e quant’altro senza curarsi troppo dell’aspetto generale. Il motivo potrebbe essere il fatto che in astrofisica ed in cosmologia intervengono contemporaneamente molti aspetti teorici diversi. Da ciò nasce la spiccata sensibilità alla fenomenologia, la necessità di capire quali aspetti sono importanti e quali no piuttosto che cercare subito di dare una descrizione unitaria ai fenomeni. la conclusione è che però i migliori fisici, come Feynman, erano in grado di coniugare entrambi i modi di operare.
- Qual'è il suo pensiero riguarda alla ricerca della spiegazione della gravità quantistica? E sulla teoria delle stringhe?
Ad esempio, si pensava di poter ricavare informazioni sulla gravità quantistica studiando l’universo ai suoi primordi, quando le sue dimensioni erano di non molti ordini di grandezza maggiori della scala di Planck. In realtà si è scoperto che anche a quelle scale non emergono aspetti quantistici significativi della gravità. Inoltre si pensava che l’osservazione cosmologica potesse selezionare uno tra i 10^526 diversi modelli di universo previsto dalla teoria delle stringhe. Riguardo alla loop quantum gravity è molto meno scettico della Penati pur non avendo quest’ultima teoria affrontato molti test di coerenza.
La ricerca del fisico di una teoria unitaria ed elegante è principalmente ispirata dal fatto che con della gravitazione di Newton e dall’elettromagnetismo di Maxwell le principali teorie hanno portato alla scoperta di correlazioni nascoste tra i fenomeni ed hanno portato a descrizioni matematiche eleganti (intere teorie si possono scrivere con una manciata di simboli).