Due ricercatori della Specola Vaticana – l’osservatorio astronomico del Vaticano – hanno proposto una comprensione matematica radicalmente nuova del momento iniziale del Big Bang. Essi hanno indicato una nuova promettente tecnica per capire come la gravita’ si e’ comportata nei primi istanti dell’universo, si legge in un comunicato stampa.
All’inizio dei tempi, si pensa infatti che l’universo si sia espanso in modo esponenziale da uno stato ad altissima densita’ – “l’inflazione cosmica”. Questo sorprendente fenomeno puo’ essere spiegato supponendo che le leggi della gravita siano molto piu’ complicate in quella fase iniziale, rispetto a come sono descritte dalla relativita’ generale di Einstein del 1915.
Sono state proposte varie teorie alternative di gravita’ in cui tale forza varia nello spazio e nel tempo. Una delle piu’ studiate e’ la teoria di Brans-Dicke, un’approssimazione della tanto ricercata “teoria quantistica della gravita’”. La gravita’ quantistica combinerebbe la relativita’ generale di Einstein – che descrive il comportamento della materia su larga scala (come gli ammassi di galassie) – con la meccanica quantistica – che descrive la fisica su scale microscopiche (come quelle atomiche e subatomiche).
Tuttavia la teoria di Brans-Dicke e’ cosi’ difficile da descrivere matematicamente che gli scienziati spesso trasformano le sue complesse equazioni in un riferimento in cui esse risultano molto piu’ semplici da risolvere. In questo caso particolare le equazioni vengono trasformate dal piu’ complicato riferimento di Jordan, al piu’ semplice riferimento di Einstein.
Ora, in un articolo pubblicato il 15 aprile sulla prestigiosa rivista Physical Review D, p. Gabriele Gionti (S.J.) e d. Matteo Galaverni (diocesi di Reggio Emilia-Guastalla) della Specola Vaticana hanno dimostrato che, contrariamente a quanto gli scienziati credono, il riferimento di Jordan e quello di Einstein non sono sempre matematicamente equivalenti. Inoltre hanno evidenziato l’esistenza di un ulteriore riferimento che potenzialmente potrebbe essere molto promettente. Infatti, i ricercatori vaticani hanno scoperto che, mentre le soluzioni nel riferimento di Jordan non sempre si mappano in quelle di Einstein, tuttavia esse si trasformano matematicamente dal riferimento di Jordan ad un altro riferimento non considerato precedentemente. In quest’ultimo esiste un limite in cui la forza gravitazionale va all’infinito mentre la velocita della luce si avvicina a zero (gravita’ di Carroll).
Questa nuova prospettiva potrebbe innescare una rivoluzione nella nostra comprensione dell’Universo primordiale. In particolare, questi risultati offrono una nuova chiave di lettura per le teorie precedentemente formulate sulla fase iniziale di espansione esponenziale dell’universo, in particolare quelle dello scienziato russo Alexei Starobinsky. Inoltre, potrebbero favorire la ricerca di una piu’ generale teoria di gravita quantistica.
Nel perseguire questa ricerca p. Gionti e d. Galaverni stanno seguendo le orme di tanti altri scienziati cattolici. Si pensi ad esempio come nel XVII secolo p. Giovanni Battista Riccioli e Francesco Maria Grimaldi eseguirono i primi studi di precisione della gravita’. Cronometrando gli oggetti in caduta libera dalla Torre degli Asinelli a Bologna determinarono con precisione l'”accelerazione dovuta alla gravita’” o “g”. Oppure come nel secolo scorso il belga p. Georges Lemaitre, lavorando sulle idee di Einstein, sviluppo’ la teoria che oggi e’ conosciuta come ” teoria del Big Bang”. Le idee di Lemaitre furono in seguito confermate dalle osservazioni dell’astronomo americano Edwin Hubble, la relazione che descrive la velocita di recessione delle galassie si chiama infatti “legge di Hubble-Lemaitre”.
