Stephen William Hawking: la “Teoria del tutto” e la nascita dell’Universo

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Stephen William Hawking (Oxford, 1942 – Cambridge, 2018), è stato un cosmologo, fisico, matematico e astrofisico inglese fra i più autorevoli. Si laureò in Scienze naturali nel 1962, s’iscrisse quindi a Cosmologia nell’Università di Cambridge e nel 1966 conseguì il dottorato in Matematica applicata e in Fisica teorica. Lavorò a fianco del matematico britannico Roger Penrose sui buchi neri e nel 1979 divenne titolare della cattedra di Matematica nell’Università di Cambridge. 

Nel 1988 pubblicò il primo libro Dal big bang ai buchi neri. Breve storia del tempo che lo rese celebre. È il lavoro con cui lo studioso propose l’abbandono del concetto metafisico di Dio per sostituirlo con l’ipotesi della grande unificazione, in una sola descrizione, di tutte le forze fisiche fondamentali della natura, soprattutto quella di gravità. Il modello proposto è la Teoria del tutto. 

Per l’astrofisico la Teoria del tutto, quando sarà dimostrata, celebrerà il trionfo assoluto della mente umana, capace di esaurire per intero quella divina. Hawking, infatti dapprima non escludeva in ipotesi l’idea di Dio ma dopo la ricondusse a capacità suprema della ragione umana perchè l’Universo si spiega con la Teoria del tutto che si riconduce solo alla ragione umana.

L’Universo cioè si spiega da sé attraverso le proprie stesse leggi e si crea spontaneamente per effetto della legge di gravità, stante che la gravità è la prima delle forze fisiche fondamentali che la Teoria del tutto cerca di unificare, e la sua mera esistenza produce automaticamente l’essere cioè l’Universo, invece del nulla.

Nella Teoria delle relatività generale einsteniana, un buco nero è una regione dello spaziotempo (la struttura a quattro dimensioni dell’Universo) dove l’intensità enorme del campo gravitazionale non permette a nulla, nemmeno alla luce, di sfuggire all’esterno. Ipotizza pertanto che un oggetto sufficientemente grande, come può essere una stella massiccia, possa collassare su se stesso fino a concentrarsi in un punto a densità infinita e quel punto viene chiamato singolarità.

Partendo dalla teoria di Einstein secondo cui qualunque corpo, enorme come il sole o piccolo come uno spillo, curva lo spazio intorno a sé esercitando una forma di gravità, Hawking arrivò a paragonare il Big Bang, l’evento che ha dato origine all’universo, a un buco nero all’incontrario. Tutto non finisce in una singolarità ma invece tutto inizia da una singolarità e quindi l’Universo è nato dalla singolarità da cui è iniziato il Big Bang. Questo perchè Hawking intuì che un buco nero non può che aumentare di dimensioni e mai restringersi.

La massa di un buco nero inoltre determina le dimensioni dello spazio che circonda la singolarità all’interno del quale nulla può uscire e questo confine è chiamato orizzonte degli eventi. E’ cioè il confine immateriale che definisce il buco nero. Un buco nero inoltre non può spezzarsi, neppure nel caso di una collisione con un altro buco nero.

Accostò inoltre l’espansione continua dell’orizzonte degli eventi con l’entropia, che misura invece il grado di disordine di un sistema che peraltro può solo aumentare, mai diminuire e quindi l’universo diventa sempre più disordinato tanto più invecchia. Per Hawking l’espansione dell’orizzonte degli eventi e la crescita dell’entropia sono simili e uniti.

Arrivò a tale conclusione lavorando contemporaneamente con la Relatività generale, che descrive fenomeni su scala cosmica, e la meccanica quantistica che descrive invece fenomeni infinitamente piccoli, a livello di atomi e particelle anche se le due teorie sembrano quasi inconciliabili.

La Relatività infatti teorizza uno spazio liscio e continuo come un foglio di carta, mentre la quantistica sostiene che l’Universo a scala microscopica è granuloso, suddiviso in “grumi” infinitamente piccoli, i quanti. L’unificazione delle due teorie non è ancora riuscita. Quando sarà possibile si arriverà a quella Teoria del Tutto che è alla base dell’opera di Hawking.

Sviluppando la teoria quantistica, che vuole lo spazio vuoto composto in realtà da particelle opposte di materia e antimateria, Hawking arrivò a teorizzare che i buchi neri assorbano solo le particelle negative cioè l’antimateria, e che così facendo possano diminuire la propria massa fino a sparire.

Ma i buchi neri fagocitano tutte le ‘informazioni’ che vi finiscono dentro le quali, secondo lo scienziato, semplicemente svaniscono nel nulla pur rimanendo in qualche modo conservate.  Ma sui “buchi neri” molto è ancora allo stadio di mera speculazione, compreso quel che ha affermato Hawking.

Hawking è anche l’uomo a cui nel 1963 diagnosticarono una terribile malattia degenerativa dei motoneuroni, forse la sclerosi laterale amiotrofica o un’atrofia muscolare progressiva, meno micidiale. Egli progressivamente si era rattrappito diventando un mucchietto di ossa, nervi e carne, immobile dagli anni 1980, condannato alla carrozzella e in seguito, a causa di una tracheotomia resasi necessaria dopo una polmonite che nel 1985 quasi lo uccideva, pure incapace di proferire parola se non attraverso un sintetizzatore vocale, finito persino in una canzone dei Pink Floyd.

Nel 1963 gli avevano dato due anni di vita e invece ha vissuto fino a 76 anni dando il meglio di sé dopo quella sentenza capitale. Al suicidio assistito e all’eutanasia ci aveva pensato facendo campagna in loro favore, ma non le ha mai scelte.

Stephen sposò la moglie Jane dopo l’inizio della malattia nel 1965, più o meno quando lui avrebbe dovuto morire, e quando nel 1985 la polmonite lo stava per uccidere e i medici volevano staccare le spine che lo tenevano in vita,  Jane si oppose e lo salvò. Divorziarono nel 1995 e si sono risposati entrambi anche se lui ha divorziato pure dalla seconda moglie nel 2006. Fu un grande divulgatore e un uomo arguto che cercava sempre di non dare alla morte alcuna soddisfazione.

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