Il principio cosmologico

Luna vuole sapere:

Desideravo avere informazioni riguardo al principio cosmologico in relazione alle teorie sull'universo. Come è nato? Questo è alla base delle teorie ancora oggi accettate dalla maggioranza della comunità scientifica (teoria dell'universo inflazionario), o è stato superato? Qual è la differenza con il principio cosmologico perfetto? E' giusto affermare che le teorie alternative, quali universo frattale, olografico e teoria delle stringhe, nascono negando la validità del principio cosmologico stesso?

Ecco la mia risposta:

Le domande di Luna sono molte e circostanziate. Una risposta adeguata richiederebbe molto più spazio di quello che è possibile dedicare a un post. Per una trattazione approfondita di questo e di altri temi nella storia della cosmologia contemporanea rimando volentieri ancora una volta ai libri di Silvio Bergia, e in particolare a Dal cosmo immutabile all'universo in evoluzione e Dialogo sui sistemi dell'Universo. A mio parere è difficile leggere di meglio, non soltanto in lingua italiana.

Per cominciare a rispondere, si potrebbe dire che il principio cosmologico è nato con Copernico e con la rivoluzione che porta il suo nome. Allora la Terra fu spostata dal centro dell'Universo e ricondotta al rango di un pianeta come tutti gli altri. (Pochi autori hanno compreso a fondo la portata di questa intuizione come Giordano Bruno.) Il principio cosmologico afferma proprio questo: il posto da cui osserviamo l'Universo è un posto come tutti gli altri, dal quale l'Universo appare come apparirebbe da qualsiasi altro punto di osservazione.

Nella cosmologia contemporanea, il principio ha assunto il ruolo di ipotesi di lavoro nella costruzione di modelli dell'Universo. In quanto tale esso non ha nulla di "sacro". Le osservazioni attuali non sono in grado di confermare il principio cosmologico con la stessa solidità con cui sono confermati, ad esempio, il principio di relatività o quello di conservazione della massa-energia. Se in un prossimo futuro fosse necessario abbandonarlo, lo si farebbe senza grandi difficoltà. Questo non vuol dire affatto che il principio sia inutile, anzi: molte importanti teorie e ipotesi (come l'inflazione) sono state raggiunte proprio cercando di risolvere alcune delle difficoltà che il principio incontra. Non posso entrare nei dettagli del rapporto fra il principio cosmologico e ciascuna delle teorie fisiche fondamentali proposte negli ultimi decenni, ma alcune delle principali, come la teoria delle stringhe, sono in perfetto accordo con esso.

Il principio cosmologico afferma che il posto in cui ci troviamo è un posto qualunque, ma non fa la stessa cosa per il momento che occupiamo nel tempo. All'interno della cosmologia del Big Bang, l'Universo non appare oggi come appariva nel passato o come apparirà nel futuro. Se invece si ipotizza questa ulteriore simmetria temporale, insieme alla simmetria e isotropia nella spazio, allora si formula il principio cosmologico perfetto. Esso non viene oggi per lo più considerato valido, ed è stato accantonato con le teorie cosmologiche dette dello stato stazionario, che ipotizzavano un Universo identico a se stesso ed eterno nel tempo.

Per la lezione

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