Girolamo CastaldoUna delle domande fondamentali che l’essere umano si pone, spesso in associazione con quella sul motivo della propria esistenza, è quella sul motivo dell’esistenza dell’universo stesso.
E non si tratta solo di speculazioni filosofiche: anche la scienza si chiede da tempo com’è possibile che, al momento della nascita dell’universo, esso non sia stato immediatamente annientato.
Alla base di questa domanda c’è un semplice ragionamento: poiché, in base alla teoria prevalente, all’inizio dell’universo doveva esserci un’identica quantità di materia e di anti-materia (cioè, il suo opposto), le due avrebbero dovuto cancellarsi a vicenda.
Ora però un recente studio di un gruppo di astronomi americani sembra finalmente spiegare perché invece siamo qui, a raccontare di un universo vivo e vegeto.
L’asimmetria alla base dell’origine dell’universo
Una delle proprietà fondamentali di un fenomeno fisico è la sua parità, cioè il fatto che esso resti immutato se si invertono le sue coordinate spaziali, come avviene in uno specchio o con le nostre mani sinistra e destra.
Quando invece questa simmetria manca, si parla di violazione della parità.
Generalmente l’universo “preferisce” la simmetria, ma ciò non può essere stato vero fin dal primo istante, altrimenti come detto esso non esisterebbe.
E’ su questo assunto che un gruppo di astronomi dell’Università della Florida (USA), guidato da Jiamin Hou, ha basato le proprie ricerche, come riporta il team stesso su Phys.org (qui l’articolo completo).
Per verificare se l’universo fosse “mancino” o “destrorso”, il gruppo ha calcolato tutte le possibili combinazioni di gruppi di quattro galassie, connesse tra di loro da linee immaginarie.
Questa operazione dà origine a un oggetto chiamato tetraedro, simile a una piramide storta, che è la forma geometrica più semplice ad avere un’immagine speculare.
I risultati sono stati eccezionali, dimostrando che l’universo ha una chiara preferenza tra tetraedri “mancini” e “destrorsi”, con un grado di certezza pari a sette sigma, dove in fisica già cinque sigma sono considerati affidabili.
Conseguenze dei risultati per l’origine dell’universo
In fisica la violazione di parità più importante riguarda una delle forze fondamentali, la cosiddetta forza debole, responsabile del decadimento radioattivo degli atomi.
Tale forza ha la caratteristica di avere un raggio d’azione estremamente limitato.
I risultati ottenuti dal gruppo di Hou hanno due importanti conseguenze: oltre a spiegare l’esistenza dell’universo invece del nulla, grazie alla prevalenza di materia sulla speculare anti-materia, la violazione di parità ha un significato profondo riguardo i primi istanti dell’universo stesso.
Infatti, uno dei punti cardine della teoria prevalente al riguardo, cioè quella del Big Bang, è il meccanismo detto inflazione, in base al quale l’universo avrebbe attraversato una fase di espansione estremamente rapida subito dopo il Big Bang stesso.
E poiché è solo in quel momento che la violazione di parità della forza debole poteva essere “impressa” sull’universo (che all’epoca aveva dimensioni minuscole e quindi “gestibili” dalla forza debole), ciò costituirebbe una prova inconfutabile dell’inflazione e quindi del Big Bang stesso.
Ulteriori verifiche necessarie per confermare l’origine dell’universo
Nonostante i sette sigma attribuiti ai risultati dello studio, restano comunque incertezze, riguardanti principalmente le misurazioni alla base dei calcoli, effettuate su un campione di solo un milione di galassie.
Di conseguenza, gli astronomi restano in attesa di un set più ampio di dati, ottenibile tra pochi anni, grazie ai telescopi di prossima generazione.
Inoltre, i risultati della ricerca dimostrano solo la prevalenza di materia sull’anti-materia nei primi istanti dell’universo, ma non ne spiegano il motivo.
Per fare ciò, sarà necessario scoprire nuove leggi della fisica, che vadano al di là del cosiddetto Modello Standard, che spiega egregiamente l’universo attuale, ma non quello primordiale.
Insomma, c’è ancora parecchio lavoro da fare, ma i primi risultati sono estremamente promettenti.