Nearly forgotten results in development of physical cosmology
Questo articolo evidenzia contributi trascurati o sottovalutati alla cosmologia fisica, ponendo particolare enfasi sui modelli non stazionari fondamentali di Alexander Friedmann, sulle prime previsioni di Georges Lemaître riguardanti il Big Bang e la radiazione cosmica di fondo, e sulla scoperta prematura della radiazione cosmica di fondo da parte di T. Shmaonov, notando al contempo il ritardato riconoscimento di queste idee all'interno dell'Unione Sovietica.
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Per comprendere la storia del nostro universo, dobbiamo prima accettare un'idea semplice e sorprendente: il cosmo non è un palcoscenico statico e immutabile, ma un'entità dinamica che cresce ogni momento. Per secoli, le persone hanno assunto che l'universo fosse eterno e immobile, uno sfondo fisso per il dramma di stelle e pianeti. Questa visione è cambiata all'inizio del XX secolo, quando una nuova teoria della gravità, nota come relatività generale, suggerì che lo spazio stesso potesse tendersi e contrarsi. All'inizio, persino il creatore di questa teoria, Albert Einstein, cercò di forzare le equazioni per descrivere un universo che stesse fermo, aggiungendo un termine speciale per bilanciare l'attrazione della gravità. Tuttavia, questo quadro statico era instabile, come una matita in equilibrio sulla sua punta; il minimo colpo l'avrebbe fatta cadere. La vera natura del cosmo si rivelò essere molto più drammatica: è in espansione, un concetto che ha rimodellato la nostra comprensione del tempo, dello spazio e dell'inizio di tutto.
Un recente articolo del fisico A. F. Zakharov mette in luce diversi capitoli dimenticati di questa grande storia, concentrandosi sugli scienziati che erano avanti rispetto ai loro tempi ma sono stati trascurati a causa della politica, del tempismo errato o delle stranezze della storia. La narrazione inizia con Alexander Friedmann, un matematico russo che, nei primi anni '20, fu il primo a dimostrare che le equazioni di Einstein permettevano effettivamente un universo in espansione. Friedmann non si limitò a fare i calcoli; costrinse l'universo a muoversi, proprio come Copernico aveva costretto la Terra a orbitare attorno al Sole. Nonostante la sua genialità, Friedmann morì giovane nel 1925 e per decenni il suo lavoro fu ampiamente ignorato nel suo stesso paese. Nell'Unione Sovietica, l'idea di un universo con un inizio era vista con sospetto perché sembrava troppo simile alle storie religiose della creazione. Di conseguenza, gli scienziati sovietici furono scoraggiati dallo studiare modelli di universo in espansione, e i contributi di Friedmann furono trattati come meri esercizi matematici piuttosto che descrizioni della realtà.
Mentre Friedmann lavorava in Russia, un sacerdote e fisico belga di nome Georges Lemaître stava arrivando a conclusioni simili in Europa. Nel l'1927, Lemaître pubblicò un articolo che descriveva un universo in espansione e derivava una relazione tra la distanza delle galassie e la velocità con cui si allontanano da noi. Questa relazione è oggi famosa come legge di Hubble, dal nome dell'astronomo americano Edwin Hubble, che confermò l'osservazione qualche anno dopo. Tuttavia, il lavoro di Lemaître apparve in una rivista belga poco conosciuta ed fu in gran parte ignorato dalla più ampia comunità scientifica. Quando Lemaître incontrò Einstein, quest'ultimo liquidò l'idea di un universo in espansione, dicendogli che i suoi calcoli erano corretti ma la sua intuizione fisica era scarsa. Fu necessario l'influsso di altri scienziati, come l'astronomo britannico Arthur Eddington, per convincere finalmente il mondo che Lemaître avesse risolto l'enigma del comportamento dell'universo. Lemaître andò oltre, proponendo che l'universo fosse iniziato come un singolo punto incredibilmente denso, che chiamò "atomo primordiale", e predisse persino che un debole bagliore di calore residuo da questo inizio avrebbe dovuto essere ancora rilevabile oggi.
La storia della scoperta continuò con la ricerca di quel calore residuo, noto come radiazione cosmica di fondo. Alla fine degli anni '40, il fisico George Gamow e i suoi studenti calcolarono che, se l'universo fosse iniziato in uno stato caldo e denso, sarebbe stato riempito da una debole radiazione a una temperatura di appena pochi gradi sopra lo zero assoluto. Mentre Gamow lavorava negli Stati Uniti, un fisico sovietico, Tigran Shmaonov, stava facendo una scoperta straordinaria in Russia. Nel 1956, utilizzando le attrezzature dell'Osservatorio Pulkovo, Shmaonov rilevò questa radiazione di fondo anni prima della famosa scoperta americana di Arno Penzias e Robert Wilson, che in seguito vinsero un Premio Nobel per essa. Tuttavia, nell'Unione Sovietica, l'idea di un universo caldo era politicamente sensibile. Il supervisore di Shmaonov, un brillante fisico di nome Semyon Khaikin, sapeva che i risultati corrispondevano alle previsioni di Gamow, ma temeva il contraccolpo politico del legame con una teoria considerata "borghese" e religiosa. Di conseguenza, il lavoro di Shmaonov non fu ampiamente pubblicizzato o collegato alla teoria cosmologica all'epoca, e la comunità scientifica sovietica rimase in silenzio sull'argomento per decenni.
L'articolo evidenzia anche un capitolo più recente riguardante la missione spaziale sovietica Relikt-1, lanciata nel 1983. Questa sonda era progettata per mappare le minuscole variazioni di temperatura nella radiazione cosmica di fondo, che sono cruciali per comprendere come si siano formate le galassie. Il team, guidato da Igor Strukov, misurò con successo queste variazioni e trovò prove di un modello specifico chiamato anisotropia quadrupolare. Presentarono i loro risultati all'inizio del 1992. Solo pochi mesi dopo, il team del satellite americano COBE, guidato da George Smoot, annunciò una scoperta simile e ricevette una massiccia attenzione mediatica e, infine, un Premio Nobel. L'articolo sostiene che il team sovietico avesse in realtà trovato per primo lo stesso fenomeno, ma i loro risultati furono pubblicati in riviste meno visibili e furono oscurati dall'annuncio americano. L'autore suggerisce che gli scienziati sovietici non fossero ignari della teoria, ma fossero stati ostacolati da un clima politico che scoraggiava la discussione aperta dei modelli di universo in espansione e dalla mancanza di risorse per promuovere il proprio lavoro a livello globale.
Infine, l'articolo tocca il lavoro di Erast Gliner, il quale negli anni '60 propose che l'universo potesse subire un periodo di espansione estremamente rapida ed esponenziale, un concetto oggi noto come inflazione. Questa idea, che spiega perché l'universo appaia così uniforme in tutte le direzioni, fu ampiamente ignorata per decenni fino alla fine degli anni '90, quando gli astronomi scoprirono che l'espansione dell'universo sta in realtà accelerando. Le intuizioni precoci di Gliner su questo comportamento furono quasi dimenticate, per poi essere riscoperte come essenziali per la cosmologia moderna. L'autore del saggio conclude che la storia è stata spesso ingiusta con questi scienziati. Che si tratti della morte prematura di Friedmann, della pubblicazione oscura di Lemaître, dei vincoli politici di Shmaonov o delle teorie trascurate di Gliner, il progresso della scienza è stato rallentato da fattori umani piuttosto che da una mancanza di genio. L'articolo serve da promemoria che la storia dell'universo non riguarda solo equazioni e dati, ma anche le persone che hanno lottato per condividere le proprie scoperte con un mondo che era talvolta pronto ad ascoltare, e talvolta, tragicamente, non lo era.
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