Nel mondo della cosmologia c’è una vera disputa su tutto ciò che pensavamo di sapere sull’universo. Adam Riess lo sa bene. Aveva appena 27 anni quando iniziò il lavoro che gli avrebbe fruttato il Nobel per la fisica, e solo 41 quando lo ricevette. Oggi ne ha 55 e forse, dice, quella teoria era sbagliata.
Da quasi un secolo sappiamo che l’universo si espande. Le galassie si allontanano le une dalle altre, come macchie d’inchiostro su un foglio che si dilata. Riess ha passato anni a studiarne il movimento, misurando con estrema precisione la distanza tra quelle galassie e la Terra. Quando nel 1998 mise insieme tutti i dati, scoprì che le galassie non si stavano solo allontanando, ma lo facevano a una velocità crescente. Era un risultato sconvolgente. Così sconvolgente che la notte prima della luna di miele scrisse ai colleghi una mail concitata, parlando apertamente di “shock”.
La spiegazione non arrivò subito, e non fu Riess a formularla, ma furono i teorici a proporre una possibile chiave di lettura, ipotizzando l’esistenza dell’energia oscura, una forza debole ma diffusa ovunque nello spazio vuoto. Su scala ridotta è praticamente impercettibile, tanto che quella presente in una stanza non basterebbe neppure a far muovere una tenda. Ma su distanze cosmiche il suo effetto si somma in modo travolgente. Spinge le galassie l’una lontana dall’altra e, creando più spazio, aumenta anche la propria influenza, accelerando ulteriormente l’espansione. Con il passare del tempo, questo processo condurrebbe a un universo sempre più rarefatto, sempre più freddo, destinato a spegnersi lentamente in un equilibrio glaciale di nulla.
Con quella scoperta Riess contribuì a completare il cosiddetto “Modello standard della cosmologia”, il quadro teorico che descrive l’origine dell’universo, la formazione delle galassie e il suo destino finale. Pochi scienziati hanno avuto un ruolo tanto centrale nel renderlo dominante. Ed è proprio questo che rende il passo successivo quasi paradossale, perchénegli ultimi anni, sempre più cosmologi hanno iniziato a sospettare che quel modello non regga più. Alcuni parlano apertamente di rivoluzione. E Riess è tra loro.
Quando una grande teoria vacilla, spesso chi l’ha costruita tende a difenderla. C’è una vecchia battuta secondo cui la scienza avanza un funerale alla volta. Riess avrebbe potuto facilmente diventare parte della guardia anziana. Dopo il Nobel gli inviti si moltiplicarono con conferenze, commissioni, giurie, commenti su questioni politiche che non conosceva. Qualcuno lo volle persino alla guida di grandi istituzioni scientifiche. Ci pensò, eccome. L’idea di dirigere una missione NASA o di passeggiare tra i viali ombrosi di un campus come rettore aveva senza dubbio il suo fascino. Ma Riess non sopporta la raccolta fondi e, soprattutto, sentiva di avere ancora molto da dire sul fronte della ricerca. Non voleva trasformarsi in un amministratore. Troppi scienziati si illudono di poter guidare un’istituzione per un periodo limitato e poi tornare al lavoro sul campo. Spesso, però, quando ci provano, scoprono che la scienza li ha già superati.
Così Riess ha scelto di restare dove si sentiva davvero utile. E già allora era evidente che il modello standard dell’universo presentava lacune enormi. Secondo quella teoria, il 96 per cento di tutto ciò che esiste sarebbe composto da materia oscura ed energia oscura. Ma nessuno ha mai osservato direttamente né l’una né l’altra. Per cercare di capire cosa mancasse davvero all’appello, servivano misurazioni sempre più precise dell’espansione dell’universo in epoche diverse. Ed è proprio in questo che Riess eccelle. Il suo talento sta nel catturare un tipo particolare di supernova, quelle esplosioni stellari che raggiungono sempre la stessa luminosità. Quando ne individua una in una galassia lontana, la fotografa mentre si sviluppa, e da quanto risulta fioca nel suo telescopio riesce a calcolarne la distanza. A raccontarlo sembra semplice, ma in realtà è un’operazione fatta di continue correzioni, perché bisogna togliere la luce delle stelle vicine e compensare per il bagliore della Via Lattea, per la polvere interstellare, per i disturbi degli strumenti, per le minuscole differenze tra i pixel della fotocamera.
Quando i nuovi dati iniziarono ad accumularsi, emerse un problema inquietante. Ogni nuova distanza misurata portava Riess a ricalcolare il tasso attuale di espansione dell’universo. Ma quel valore non coincideva con quello ottenuto da un’altra scuola di cosmologi, che studia la radiazione fossile del Big Bang. Questi ultimi partono dall’universo primordiale e, assumendo corretto il modello standard, ne estrapolano l’evoluzione fino ad oggi. Due strade diverse e due risultati inconciliabili.
Riess era convinto che, con il tempo, la discrepanza si sarebbe attenuata, e invece successe il contrario. Più aumentavano i dati a disposizione, più il divario si faceva evidente. A quel punto il problema divenne troppo ingombrante per passare inosservato, tanto da ricevere un nome ufficiale: la Tensione di Hubble. Se le misurazioni di Riess erano corrette, allora qualcosa nel modello standard non tornava, anche se nessuno riusciva a individuare falle nei dati sull’universo primordiale. A quel punto il dubbio diventava inevitabile: forse l’intera teoria era da rimettere in discussione? Da lì in avanti il clima è cambiato. Il dibattito si è fatto teso, a tratti spigoloso. Alcuni dei nomi più autorevoli della cosmologia restano convinti che si tratti solo di una questione di precisione, e che tutto si chiarirà con nuovi dati. Riess, però, non molla. Le sue misurazioni sono state passate al vaglio più volte, anche con l’aiuto del telescopio Webb, e nessuno ha trovato errori. Non basta per far cambiare idea a tutti, ma basta a far salire la tensione.
Di recente, grandi aspettative si sono concentrate su un nuovo strumento, il Dark Energy Spectroscopic Instrument, un osservatorio in Arizona capace di misurare milioni di galassie grazie a fibre ottiche robotiche. I primi dati suggeriscono che l’energia oscura potrebbe non essere costante nel tempo, ma essere stata più intensa in passato e poi essersi indebolita. Se questa ipotesi reggesse, il destino dell’universo cambierebbe radicalmente. Niente morte termica inevitabile. Forse l’espansione rallenterà. Forse si fermerà. Forse, in un lontanissimo futuro, tutto ricollasserà in un nuovo Big Bang. O forse no. Il punto è che il futuro cosmico, improvvisamente, è di nuovo aperto.
Altri telescopi stanno entrando in funzione e, di conseguenza, arriveranno nuove osservazioni. I cosmologi continueranno ad aggiornare febbrilmente le loro caselle di posta nei giorni di rilascio dei dati. Riess, intanto, sembra divertirsi: «Quando tutto funziona e non ci sono problemi, è noioso», ha recentemente ammesso durante una conferenza in Svizzera. Ora il campo è di nuovo vivo. E, per la prima volta dopo molto tempo, anche l’universo potrebbe non essere più quello che credevamo.
