Stephen Hawking e la cosmologia moderna

In questi giorni molte testate e trasmissioni televisive hanno dato risalto alla scomparsa di Stephen Hawking. Considerato uno dei più grandi scienziati del nostro tempo, è famoso per i suoi studi sull’origine dell’universo, sulla cosmologia quantistica e sui buchi neri. Come è cambiata la cosmologia dal Novecento a oggi? E qual è stato il contributo di Stephen Hawking? Scopriamolo attraverso due saggi di Cristiano Germani pubblicati sull’Età moderna di Federico Motta Editore.

Il brano di Stephen Hawking sull’Età moderna di Federico Motta Editore

Nuove scoperte e nuove teorie

Nel corso del Novecento la nostra concezione del cosmo e dell’universo è radicalmente cambiata. Una rivoluzione è avvenuta in particolare negli ultimi due decenni del secolo. Come ricorda Germani nel saggio La cosmologia: nuove teorie pubblicato su l’Età moderna di Federico Motta Editore, fino agli anni Settanta la cosmologia era considerata una scienza puramente teorica. Le osservazioni fatte negli anni Ottanta e Novanta hanno fornito alle teorie cosmologiche una base sperimentale.

Un universo infinito, in espansione e… piatto

Einstein enunciò la teoria della relatività generale nel 1917. Subito dopo, il fisico tedesco propose un proprio modello cosmologico che ipotizzava un universo immobile. Einstein introdusse inoltre una costante gravitazionale, che nella sua teoria frenava il moto di espansione della materia dovuto alla forza di gravità. Questa teoria sarebbe stata messa in crisi dagli studi e dalle osservazioni successive, a cui ha contribuito anche Stephen Hawking. Oggi sappiamo che l’universo è infinito e che si espande in tutte le direzioni in egual misura. L’universo inoltre è piatto. Dobbiamo infatti immaginare il nostro universo come un elastico, che si allarga se tiriamo su due punti. Questo modello è stato confermato anche da alcuni esperimenti scientifici.

Stephen Hawking e i buchi neri

Ma veniamo ora a una delle scoperte più importanti di Stephen Hawking: da un buco nero può essere irradiata energia sotto forma di particelle create nelle sue vicinanze. La scoperta risale al 1974 e ha contribuito a far sì che nel 1979 diventasse Lucasian Professor of Mathematics, incarico che in precedenza era stato assegnato nientemeno che ad Isaac Newton. È lo stesso Stephen Hawking ha parlare dell’importanza di questa scoperta, in un brano che si può leggere anche sull’Età moderna di Federico Motta Editore:

Il determinismo fu messo in discussione quando io scoprii che i buchi neri non erano completamente neri. […] Il buco nero ha una temperatura che dipende dalle sue dimensioni. Un buco nero con una massa pari ad alcune masse solari avrebbe una temperatura di un milionesimo di grado superiore allo zero assoluto, mentre uno più grande l’avrebbe ancora più bassa.