Le leggi della fisica variano nell'universo?

La vita umana si è evoluta perchè le leggi della fisica lo consentono o le leggi che regolano l'universo sono tali perchè "dovevano" permettere lo sviluppo della vita? In questa domanda, che sintetizza le due versioni (debole e forte) del principio antropico, è racchiusa una delle questioni fisiche e cosmologiche fondamentali: i valori delle costanti fisiche sono appunto "esatti" per la fisica e la chimica che conosciamo. Piccole differenze nei loro valori avrebbero portato a leggi fisiche completamente diverse, tali comunque da non permettere lo sviluppo della vita come la conosciamo oggi.

Nuove osservazioni sperimentali fanno comunque pensare che ci troviamo in un punto dell'universo fatto apposta per permettere lo sviluppo della vita; considerazione, questa, scaturita dal fatto che il valore di una delle costanti fisiche fondamentali sembra variare all'interno dell'universo. Se si rivelerà corretto, questo risultato andrà contro il principio di equivalenza di Einstein, il quale afferma che le leggi fisiche sono le stesse ovunque. Ed è ancora più sorprendente il fatto che questa variazione sembra svilupparsi lungo una direzione particolare, la quale identificherebbe un asse privilegiato all'interno del cosmo; una considerazione abbandonata più di cento anni fa dopo l'introduzione della teoria della relatività di Einstein.

Al centro dello studio c'è la costante di struttura fine, alfa, la quale stabilisce l'intensità delle interazioni di natura elettromagnetica. Più o meno dieci anni fa, John Webb, autore dell'articolo, ha analizzato la luce proveniente da galassie lontane chiamate quasar, registrata dal telescopio Keck nelle Hawaii. I dati hanno mostrato che il valore di alfa era leggermente più piccolo, quando la luce del quasar è stata emessa 12 miliardi di anni fa, rispetto a quanto appaia oggi nei laboratori terrestri

.

Ora, grazie alle osservazioni del Very Large Telescope, che osserva diverse porzioni del cielo, Webb ha concluso che la variazione di alfa non sia tanto nel tempo quanto nello spazio. Dai dati del VLT sembra che la costante assuma valori leggermente più grandi nelle altri parti dell'Universo rispetto al valore misurato sulla Terra; una differenza molto piccola, dell'ordine di circa un milionesimo.

Inoltre, sembra che la variazione di alfa si sviluppi in una determinata direzione, creando una sorta di struttura a "barra magnetica" con valori più alti in un estremo e più bassi nell'altro. Questa struttura a "dipolo" sembra quasi corrispondere alla direzione di un flusso di galassie che si muovono verso il bordo dell'universo. Non si allinea, però, con un altro inspiegabile dipolo, soprannominato "asse del male", che si ritrova nel bagliore residuo del Big-Bang.

La Terra, quindi, si troverebbe da qualche parte tra i due valori estremi di alfa; se corretto, il risultato spiegherebbe il perchè alfa assuma proprio il valore preciso da permettere che la chimica, e quindi la vita, si possa realizzare come la conosciamo. Se alfa, infatti, fosse più grande del 4%, le stelle non riuscirebbero a produrre carbonio, rendendo impossibile la nostra biochimica. 

Anche se il risultato è stato accettato per la pubblicazione, non sarà facile convincere i fisici ad effettuare una riscrittura delle leggi fisiche. Ma, secondo Lennox Cowie dell' Istituto dell'Astronomia delle Hawaii, "affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie". Secondo lo studioso, infatti, la significatività statistica delle misure è ancora troppo piccola per provare che alfa stia effettivamente cambiando.  Anche secondo Craig Hogan, direttore del Fermilab, potrebbe esserci qualche imprecisione nelle analisi, "ma se confermate sarebbero un affare enorme".

Un altro autore dello studio, Michael Murphy, dice di capire queste posizioni prudenti, ma afferma parimenti che le prove sulla variazione di alfa si stanno ormai cumulando. "Abbiamo soltanto relazionato quello che abbiamo trovato, e nessuno è stato in grado di spiegare questi risultati un decennio di tentativi" ha affermato Murphy, " e il fatto che le costanti fondamentali siano costanti è soltanto un'assunzione."

fonte: www.arXiv.org/abs/1008.3907