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15mar/18Off

Stephen W. Hawking

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L’inedito. "Da dove veniamo e perché qui? Presto la scienza risponderà" di Stephen Hawking ( Repubblica 15.3.18)

In quest’ultimo secolo la cosmologia ha fatto dei progressi enormi. La Teoria della Relatività Generale e la scoperta dell’espansione dell’universo hanno mandato in frantumi la vecchia immagine di un universo eterno che esiste da sempre. La Relatività Generale sostiene invece che l’universo e il tempo abbiano avuto inizio con il Big Bang e che il tempo terminerà con dei buchi neri. La scoperta della Radiazione Cosmica di Fondo e le osservazioni dei buchi neri confermano queste conclusioni. Il nostro quadro dell’universo e della realtà è quindi profondamente cambiato. Grazie alla Teoria della Relatività Generale sapevamo che l’universo doveva aver attraversato un periodo di alta curvatura nel passato, ma non potevamo dire come fosse emerso dal Big Bang. La Relatività Generale da sola non può quindi rispondere alla domanda centrale della cosmologia: perché l’universo è così come lo vediamo? Tuttavia, combinando la Relatività Generale con la Teoria Quantistica si potrebbe giungere a una spiegazione delle origini dell’universo.
Inizialmente l’universo si sarebbe espanso a una velocità sempre crescente. In questo periodo, detto inflazionario, l’unione delle due teorie ci dice che dovrebbero svilupparsi piccole fluttuazioni in grado di dar luogo a galassie, stelle e altre strutture presenti nell’universo. Questa ipotesi è confermata dalle osservazioni di piccole non-uniformità nella Radiazione Cosmica di Fondo che hanno esattamente le proprietà previste.
Sembrerebbe quindi che siamo sulla strada giusta per comprendere l’origine dell’universo, anche se bisognerà ancora lavorare molto.
Nonostante i grandi successi, non tutto è stato ancora risolto.
Non siamo ancora giunti a una buona comprensione teorica del perché l’espansione dell’universo abbia ripreso ad accelerare, dopo un lungo periodo di rallentamento.
Finché non capiremo questo fenomeno, non potremo sapere con certezza quale sarà il futuro dell’universo. Continuerà a espandersi per sempre?
L’inflazione è una legge di natura? Oppure l’universo finirà per collassare? Nuovi dati basati sull’osservazione e progressi teorici si susseguono rapidamente. La cosmologia è una disciplina molto attiva ed entusiasmante. Perché siamo qui? Da dove veniamo? La risposta a queste domande è ormai vicina e io sono convinto che arriverà dalla scienza.""

"Il sorriso di Stephen che ci ha insegnato il potere della libertà" di Carlo Rovelli (Corriere 15.3.18)

Moltissimi dei giovani scienziati che ho incontrato nel corso della mia vita sono arrivati alla scienza perché da ragazzi si sono fatti affascinare dai libri di Stephen Hawking. Questo, più di ogni altra cosa, è stato Stephen Hawking: un personaggio unico, la cui particolarissima traiettoria ha affascinato il mondo. È stato uno dei più brillanti fisici teorici della sua generazione, ha avuto intuizioni visionarie sulla struttura dello spazio e del tempo, sull’origine dell’Universo, e sul fato dei buchi neri; ha sofferto di una malattia che lo ha progressivamente paralizzato fino a impedirgli di parlare, e poi fino al punto in cui gli unici muscoli che controllava erano quelli degli occhi, e ciononostante ha continuato per decenni a pensare, viaggiare e scrivere; ha saputo parlare a un pubblico vastissimo nel mondo intero in un linguaggio che incanta, mostrando a tutti le meraviglie più strane dell’Universo; ha avuto la serena spregiudicatezza di dichiarare alte e forti le sue idee, come il suo deciso ateismo o la sua convinzione dell’irrilevanza della filosofia; e, forse più di ogni cosa, ha continuato a sorridere, con quel suo sorriso un po’ sornione e un po’ da ragazzetto impunito, con un implicito straordinario messaggio che anche su una sedia a rotelle, anche senza potere più muovere un muscolo, anche senza dio e senza vita eterna, la vita può essere splendida, e siamo profondamente liberi di creare, e di viverla""

"Stephen W.Hawking Il signore delle stelle sulle orme visionarie di Einstein" di Andrea Capocci (manifesto 15.3.18) "Scompare all’età di 76, l’astrofisico che ha dedicato le sue ricerche ai buchi neri e agli effetti della gravità sullo spazio e sul tempo. Autoironico, colpito dalla sla all’età di 21 anni, visionario. Nato lo stesso giorno di Galileo e morto in quello del padre della relatività, le sue teorie sono state spinte al limite"

""La morte del fisico Stephen W. Hawking ha avuto una risonanza mediatica straordinaria. La sua eccezionale vicenda umana ha raggiunto un pubblico molto più ampio della comunità accademica. Pochi, tuttavia, conoscono il contributo scientifico dello scienziato inglese.
Hawking, nato il giorno del compleanno di Galileo e morto in coincidenza di quello di Einstein, ha compiuto ricerche di eccezionale valore nel loro stesso settore: lo studio degli effetti della gravità sullo spazio e sul tempo. Mentre per Galileo il tempo era assoluto e indipendente dalle forze, secondo la teoria di Einstein la gravità deforma sia lo spazio che il tempo.
LE IMPLICAZIONI, osservabili solo su scala astronomica o negli acceleratori di particelle, sono notevoli: per esempio, la gravità delle stelle devia la luce dalla traiettoria rettilinea. Hawking si è dedicato allo studio di condizioni ancora più estreme, in cui le teorie di Einstein sono spinte al limite. Cosa succede, infatti, quando una stella collassa su se stessa e, secondo le equazioni di Einstein, curva lo spazio-tempo al punto da risucchiare anche la luce? In queste condizioni, dette «singolarità», la teoria della relatività potrebbe non bastare. Fino agli anni ‘60 sembrava solo una possibilità teorica. Per fortuna di Hawking, tutto è cambiato con la scoperta delle stelle di neutroni ad altissima densità e, più recentemente, degli stessi buchi neri, rivelati indirettamente dall’attrazione esercitata sulle stelle circostanti. Confrontando le osservazioni astrofisiche con le previsioni teoriche, si poteva verificare la teoria della relatività di Einstein e, eventualmente, superarla.
Hawking, poco più che ventenne, è stato uno dei pionieri di questo campo di ricerca e oggi dobbiamo a lui molte previsioni sui buchi neri. Per esempio, nel 1974 Hawking teorizzò che sul limite esterno di un buco nero dovesse emettere una radiazione di origine quantistica che oggi prende il suo nome. Infatti, secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg nemmeno nel vuoto l’energia vale esattamente zero, e piccole quantità di energia nascono e muoiono continuamente. Perciò, il vuoto cosmico in realtà è pieno di coppie di particelle dalla vita brevissima. Secondo Hawking, il buco nero dovrebbe risucchiare una particella di ogni coppia e l’altra potrebbe essere rilevata dagli astronomi, rendendo il buco nero un po’ meno «nero». Secondo i calcoli, la radiazione di Hawking è troppo debole per essere misurata. Se però nel Big Bang furono creati molti buchi neri di piccole dimensioni, come ipotizzava lui, la somma delle radiazioni potrebbe aver generato un segnale osservabile. Purtroppo, i dati non hanno confermato questa ipotesi.
NEGLI ANNI ‘70, Hawking riuscì a stimare altre caratteristiche fisiche dei buchi neri, come la temperatura e l’entropia. Sulle sue teorie ha spesso cambiato idea, stimolato dai colleghi con cui scommetteva volentieri. La scoperta del bosone di Higgs gli costò cento dollari, ma lì giocava in trasferta perché non era il suo settore. Anche sui buchi neri si ricredette. Inizialmente, la sua teoria generava paradossi inconciliabili con la meccanica quantistica. Un buco nero avrebbe cancellato ogni informazione su un oggetto risucchiato mentre, secondo la teoria quantistica, l’informazione non si crea né si distrugge – come l’energia. Nel 2004, lo stesso Hawking ammise di aver torto: quella volta aveva scommesso un’enciclopedia, «da cui ogni informazione si può sempre recuperare».
Hawking sapeva fare lo spiritoso e amava i paradossi. Per dimostrare che i viaggi nel tempo non sono possibili, nel 2009 organizzò una grande festa a Cambridge, a cui erano tutti invitati. Ma spedì gli inviti solo all’indomani della festa, in modo che i partecipanti dovessero viaggiare all’indietro nel tempo. «Ho aspettato a lungo, ma non è venuto nessuno». Aveva ragione lui.
Grazie a lui, oggi i buchi neri e il Big Bang sono oggetti meno misteriosi e rappresentano dei laboratori naturali per mettere alla prova le nuove teorie. Da queste ricerche potrebbe nascere una teoria quantistica della gravità a cui lo stesso Hawking si è dedicato negli ultimi anni della carriera. Le sue ultime pubblicazioni scientifiche in materia sono datate 2017. È un’età in cui molti scienziati in ottima salute si godono i nipotini. Hawking invece non ha mai smesso di assistere allievi, tenere conferenze e girare il mondo, malgrado le limitazioni fisiche. Per la sua fama, è diventato un commentatore molto (troppo?) ascoltato sulle tematiche più diverse.
L’ULTIMA SUA PASSIONE riguardava il futuro dell’umanità, assediata da mutamento climatico, robotizzazione e sovrappopolazione. La sua fiducia nella tecnologia talvolta sfociava nel tecno-utopismo, come quando promuoveva la colonizzazione di nuovi pianeti per salvare il genere Homo o decretava la fine della filosofia superata dalle scoperte della fisica. Però invitava alla cautela nei confronti dell’intelligenza artificiale e richiamava alla necessità politica di coniugare innovazione e progresso sociale, difendendo i diritti sociali a sanità e istruzione.
Nonostante gli onori, o forse proprio a causa loro, la figura di Hawking ha generato anche una schiera di detrattori. Qualcuno, nei corridoi dei laboratori, ritiene la sua fama sproporzionata rispetto al contributo scientifico. Il suo nome non compare quasi mai nelle liste dei «grandi» della fisica, soprattutto se a stilarle sono gli scienziati. D’altronde, le sue ricerche hanno generato congetture brillantissime e matematicamente complesse, ma ancora prive di conferme sperimentali. Per questo motivo Hawking non è mai andato vicino a vincere un premio Nobel. Nemmeno Einstein fu premiato per la teoria della relatività generale, che aveva il difetto di essere «solo una teoria». Ma la scoperta delle onde gravitazionali, che ha vinto il Nobel cento anni dopo, gli ha reso infine giustizia. Per giudicare Hawking, dunque, risentiamoci un po’ più in là.""

"L’origine della vita" di Stephen Hawking  (Stampa 15.3.18)

""Secondo il popolo Boshongo dell’Africa Centrale, all’inizio c’era solo oscurità, acqua e il grande dio Bumba. Un giorno Bumba, afflitto da un mal di pancia, ha vomitato il sole. Il sole ha prosciugato l’acqua producendo la terra. Ancora dolente, Bumba ha vomitato la luna, le stelle e poi alcuni animali. Il leopardo, il coccodrillo, la tartaruga, e finalmente l’uomo. Questo mito della creazione, come molti altri, tenta di rispondere alla domanda che ci poniamo tutti: perché siamo qui? Da dove veniamo?
...
Supponiamo che l’inizio dell’Universo sia come il Polo Sud sulla Terra, con i gradi di latitudine che giocano il ruolo del tempo. L’Universo inizierebbe in un punto al Polo Sud. Mentre ci si muove verso Nord, i cerchi di latitudine costante che rappresentano la dimensione dell’Universo si espandono. Chiedersi cosa accade prima dell’inizio dell’Universo diventa una questione senza senso, poiché non c’è niente a Sud del Polo Sud.
Il tempo, misurato in gradi di latitudine, dovrebbe iniziare al Polo Sud, ma il Polo Sud è simile ad ogni altro punto. Almeno così mi è stato detto. Sono stato in Antartide ma non al Polo Sud. Le stesse leggi della natura avvengono al Polo Sud come in altri posti. Questo rimuoverebbe la vecchia obiezione che l’Universo abbia un inizio che sarebbe il posto in cui le leggi normali si interrompono. L’inizio dell’universo sarebbe invece governato dalle leggi della scienza.
Lo schema che Jim Hurtle e io abbiamo sviluppato, della creazione spontanea quantistica dell’Universo, è simile alla formazione di bolle di vapore nell’acqua bollente. Le storie più probabili dell’Universo sono come le superfici delle bolle. Parecchie bollicine apparirebbero e scomparirebbero, come mini-Universi che si espandono e collassano immediatamente, mentre sono ancora microscopici... Alcune bollicine crescerebbero fino ad una grandezza tale da non collassare. Esse continuerebbero ad espandersi ad una velocità sempre maggiore e formerebbero le bolle che vediamo, che corrispondono agli Universi in espansione perenne. Questa è chiamata inflazione, come il meccanismo dei prezzi, che vanno sempre su.
...
Noi siamo il prodotto di fluttuazioni casuali quantistiche dell’Universo primordiale. Davvero Dio gioca a dadi.
Abbiamo fatto un tremendo progresso in cosmologia. Quando ho iniziato le mie ricerche, la cosmologia era vista come una pseudoscienza in cui speculazioni libere non erano verificate da nessun osservazione. La situazione ha iniziato a cambiare in fretta, sia perché la nuova tecnologia ha permesso le osservazioni sia per l’avanzamento delle teorie... Ma non tutto è stato risolto. Non abbiamo ancora una buona comprensione teorica del fatto che l’espansione dell’Universo stia accelerando di nuovo, dopo un lungo periodo di rallentamento. Continuerà ad espandersi per sempre? Oppure collasserà di nuovo?
La cosmologia è un argomento molto eccitante. Siamo vicini a rispondere alle antiche domande: perché siamo qui e da dove proveniamo?""

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