a cura di Mario Bruschi, Dipartimento di Fisica Università “La Sapienza”
Secondo la Fisica, la struttura dell’Universo è regolata da un ristretto numero di parametri che possiamo misurare ma di cui non possiamo spiegare perchè hanno il valore che hanno. Questi parametri sono le cosiddette costanti fisiche (ad esempio la costante gravitazionale (G) – che ci dice
quanto fortemente i corpi si attraggono-, la costante di Planck (h) – che ci dice a che scala dobbiamo aspettarci quegli strani fenomeni che sono i fenomeni quantistici -, la costante di Hubble(H) – che ci dice quanto velocemente si espande l’Universo -, etc..).
Particolarmente importanti sonole costanti adimensionali cioè quelle costanti che non dipendono dalle particolari unità di misura impiegate ed essendo quindi dei puri numeri, dovrebbero avere lo stesso valore per tutti gli abitanti dell’Universo…
Tutti conosceranno ad esempio pi-greco cioè il rapporto tra una circonferenza e il suo diametro (pi-greco è un numero trascendente e vale, come è noto, 3,14… + infinite cifre decimali che chiaramente sono dedotte matematicamente e non come “misura” del rapporto effettivo di una concreta circonferenza e del suo diametro!). Altrettanto importante, anche se meno nota, è la cosiddetta costante di “struttura fine”, denominata comunemente con la lettera greca “alfa”; “alfa” è una opportuna combinazione adimensionale di tre diverse costanti (la costante di Planck, la velocità della luce e la carica elettrica dell’elettrone) e vale circa 1/137. La costante di struttura fine regola la “forza” delle forze elettromagnetiche e quindi in pratica ci dice come sono fatti gli atomi, le molecole e quindi tutta la materia che ci circonda.
Perchè tale costante vale 1/137 e non, poniamo, 1/ 408? Nessuno lo sa, come nessuno sa perchè pi-greco è 3,14… o perchè le masse dei Quarks sono quelle che sono…
Eppure il valore di tali costanti è criticamente importante, nel senso che se esse fossero anche leggermente diverse, l’Universo sarebbe fortemente diverso da quello che conosciamo, o forse non ci sarebbe nemmeno un Universo! (sicuramente non ci saremmo noi…). Di più, i valori di tali costanti (h,G, H, alfa, pi-greco…) sembrano essere stati in qualche modo “ben accordati” in modo tale da rendere possibili fenomeni complessi come le stelle e ancor più la vita! Ad esempio, prendendo in considerazione solo la costante di struttura fine “alfa”, se essa fosse più grande non ci sarebbero atomi (perchè gli elettroni sarebbero ‘risucchiati’ dal nucleo, se viceversa fosse più piccola gli atomi sarebbero ‘legati’ troppo debolmente per sopravvivere a lungo: quindi niente evoluzione, niente vita! Tutto questo ha di fatto sconcertato e preoccupato non poco i Fisici che sono notoriamente restii a riconoscere un qualsivoglia disegno, fine o creatore per l’Universo.
Ma c’è di più… Le costanti, come dice il nome, dovrebbero essere costanti, cioè dovrebbero avere lo stesso valore in qualsiasi punto dell’Universo e in qualsiasi tempo.
Ma è proprio così? Già nel 1937 il grande fisico (e premio Nobel) P.M. Dirac ipotizzò che in realtà le costanti fondamentali potessero variare nel tempo. Finora non c’erano prove sperimentali di questa speculazione teorica. Ora un gruppo di Fisici della University of South Wales in Australia (John Webb mailto:jkw@edwin.phys.unsw.edu.au – e al.) sembra avere evidenziato sperimentalmente che in effetti la costante di struttura fine cambia (anche se debolmente) con il tempo. Questi fisici hanno misurato la spaziatura di doppietti negli spettri di assorbimento (per opera di nuvole di gas intersiderali) della luce emessa da parecchi tipi di atomi in lontanissime Quasars (oggetti quasi-stellari distanti miliardi di anni luce). Il punto è che la luce emessa da atomi “eccitati” (cioè che hanno assorbito energia) ha particolari “colori” (frequenze) che dipendono e dall’atomo in questione e dalle costanti fisiche: l’insieme di tali “colori” costituisce una specie di contrassegno, di ‘firma’ caratteristica dell’atomo stesso e tale firma cambierebbe per un dato atomo se cambiassero le costanti coinvolte. In particolare, la spaziatura (in frequenza) dei “doppietti” dipende dal quadrato della costante di struttura fine.
Ora, oggetti più lontani nello spazio sono anche più.
