Libri di Guido Tonelli

Cosa succede quando la scienza più avanzata incontra le intuizioni dei filosofi antichi? Guido Tonelli ci guida in un percorso affascinante per svelare il mistero più grande dell’universo: il vuoto. Per secoli, filosofi e scienziati hanno discusso la sua esistenza e la sua natura. Per Aristotele, la natura aborriva il vuoto, mentre per Democrito esso era la condizione stessa dell’esistenza degli atomi. Newton lo immaginava come uno spazio assoluto e immobile, mentre Einstein ne smentì l’esistenza con la sua teoria della relatività. Poi arrivò la meccanica quantistica, e con essa una nuova rivoluzione: il vuoto non è il nulla, ma uno stato brulicante di energia attraversato da fluttuazioni incessanti, una sorta di brodo primordiale da cui tutto può nascere. Oggi sappiamo che il vuoto è il vero protagonista della storia cosmica: da esso è scaturito il Big Bang, ed è nel vuoto che si nascondono le forze che regolano l’universo. Con il suo inconfondibile stile narrativo, Tonelli intreccia storia della scienza, filosofia e cosmologia moderna, portandoci a esplorare le rivoluzioni che hanno rovesciato la nostra concezione della realtà. Ci accompagna nei laboratori in cui la fisica delle particelle tenta di decifrare i segreti della materia, ci fa viaggiare tra i paradossi quantistici e le intuizioni dei più grandi pensatori, da Platone a Heisenberg, per dimostrare che il vuoto è tutt’altro che un’assenza: è una presenza sottile e potente, che condiziona ogni cosa. Un racconto che sfida le nostre certezze e apre nuove domande su ciò che siamo e da dove veniamo. Il vuoto non è assenza, ma una presenza sottile e potente, un mare invisibile di possibilità. Questo è un viaggio alla scoperta del più grande paradosso della scienza. “Forse proprio lì, nel cuore del vuoto, si nasconde il segreto dell’universo.”

“Sì, siamo polvere, ma, per la precisione, polvere di stelle. Qualcosa di profondo ci unisce agli astri più luminosi.” Di cosa è fatta la sostanza che tiene insieme i nostri corpi? È diversa da quella che compone gli astri? Quando Democrito, tra il V e il IV secolo a.C., disse che siamo composti di atomi, furono in pochi a credergli. Bisognerà aspettare Galileo e Newton, e poi altri quattrocento anni, prima di ricostruire i componenti elementari della materia e scoprire che tutto quello che ci circonda ha caratteristiche davvero particolari, che accomunano le stelle più distanti ai fiori di campo, una supernova esplosa a noi. Le proprietà della materia che noi diamo per scontate sono in realtà il culmine, piuttosto irregolare, di un’evoluzione cominciata quasi quattordici miliardi di anni fa. Con la chiarezza che lo contraddistingue, Guido Tonelli spiega come fanno le particelle elementari a combinarsi in forme stravaganti per costruire stati quantistici correlati, zuppe primordiali di quark e gluoni o massicce stelle di neutroni, ed esplora i limiti della scienza, dove la solidità della materia si rivela nulla più che una comoda illusione. Un viaggio sorprendente nella fisica contemporanea per guardare all’universo, e forse anche a noi stessi, con occhi nuovi.

Di cosa siamo fatti? Cosa tiene assieme i corpi materiali? C’è differenza fra materia terrestre e materia celeste, quella che compone il Sole e le altre stelle? Quando Democrito tra il v e il iv secolo a.C. disse che siamo fatti di atomi furono in pochi a credergli. Per prenderlo davvero sul serio bisognerà aspettare Galilei e Newton nel xvii secolo, ma ci vorranno quattrocento anni di ricerche prima di ricostruire i componenti elementari della materia. Tutto quello che ci circonda – la materia ordinaria che forma rocce e pianeti, fiori e stelle, compresi noi – ha caratteristiche molto speciali. Le proprietà che ci appaiono usuali sono in realtà decisamente particolari, perché l’universo è oggi un ambiente molto freddo la cui evoluzione è cominciata quasi quattordici miliardi di anni fa. Nel libro si scoprirà come fanno le particelle elementari, quelle che compongono la materia, a combinarsi in forme stravaganti per costituire stati quantistici correlati, zuppe primordiali di quark e gluoni, o massicce stelle di neutroni. Si darà risposta alle nuove domande emerse dalle ricerche più recenti: in che senso il vuoto è uno stato materiale? Perché anche lo spazio-tempo può vibrare e oscillare? Possono esistere grani elementari di spazio o di tempo? Quali forme assume la materia all’interno dei grandi buchi neri? Dopo Genesi e Tempo, Tonelli ci guida in un nuovo e sorprendente viaggio nell’attualità della scienza contemporanea, raccontata con il consueto linguaggio semplice e coinvolgente, che permetterà al lettore di guardare all’universo, e forse anche a se stesso, con occhi nuovi.

Come è nato l'universo? Ciascuno di noi, alzando gli occhi verso il cielo stellato, almeno una volta si è posto questa domanda. La stessa che forse riecheggiava già nelle caverne abitate dai nostri più lontani progenitori, i primi Sapiens o i Neanderthal. Oggi la scienza è in grado di spiegare come è nato l'universo. A differenza dei miti dell'antichità ci parla di particelle infinitamente piccole e di corpi celesti dalle dimensioni smisurate e ci offre visioni emozionanti che nascono da intuizioni geniali, ma si tratta ancora del racconto delle nostre origini. A guidare questo viaggio straordinario nel nostro passato più remoto è uno scienziato di fama mondiale che ha dedicato la vita alla ricerca e lavora al Cern di Ginevra, dove ha avuto un ruolo fondamentale nella scoperta del bosone di Higgs. Le sue parole ci conducono indietro nel tempo, fino a 13,8 miliardi di anni fa. In modo semplice e con un linguaggio adatto a ragazze e ragazzi ci fa assistere a quei momenti straordinari che hanno dato origine a un universo materiale: il nostro. E, seguendo questo racconto, ci sembra di poter dare risposta al quesito che da sempre guida il genere umano: come siamo arrivati fin qui oggi? E cosa ci riserva il futuro? Nessuno saprà mai quando è successo esattamente, né chi è stato il primo. Di certo sappiamo che a un certo momento della nostra storia, qualcuno ha cominciato a raccontare. Era un individuo più estroso degli altri, che ha usato le parole in maniera sorprendente. Si trovava all'interno di una caverna dalle pareti dipinte, dove noi oggi siamo tornati, perché un nuovo racconto sta per cominciare: quello della scienza. Siediti e ascolta. Età di lettura: da 10 anni.

Esiste un tempo dell'esperienza, scandito dalla memoria e dal desiderio. Esiste un tempo delle grandi distanze cosmiche. Ed esiste un tempo dell'infinitamente piccolo. Chrónos è un mistero, e non solo per i fisici. Lo era per i primi uomini e continua a esserlo per noi oggi. Ma da sempre chi comprende le leggi dello scorrere del tempo domina il mondo. Da Newton ad Amleto, da Einstein a Dalí, il tempo è stato protagonista di metamorfosi vertiginose, affascinanti e mostruose. Esiste? Si può fermare? E se ne può invertire il corso? Guido Tonelli ci guida lungo la tortuosa via d'accesso alla comprensione di una realtà molto diversa da come crediamo che sia. In cui il ritmo regolare del nostro tempo, la sua periodicità quasi perfetta, nasce da un insieme intricato e complesso di zone turbolente, fenomeni caotici, immani catastrofi, interi sistemi solari sbriciolati da esplosioni di supernove, galassie devastate da nuclei galattici attivi. Quei mondi lontani sono una sfida alla nostra immaginazione, così come lo sono le particelle elementari, con le loro esistenze effimere e le loro vite eterne. Quando le distanze sono così vaste o guardiamo all'infinitamente piccolo, il concetto di "adesso" e l'idea della simultaneità perdono qualunque consistenza. Il tempo è uno strumento formidabile per sopravvivere nel nostro ambiente, ma ci inganna appena cerchiamo di capire come funziona il mondo al di fuori del nostro piccolo pianeta. E toccare con mano questa impossibilità ci turba profondamente. Ne nasce un viaggio che ci costringe ad abbandonare ogni certezza, e per il quale dovremo fare ricorso alla fantasia non meno che alla ragionevolezza. Un viaggio in cui il mito, l'arte e la filosofia ci soccorreranno dove la mente vacilla.

Cosa ha a che fare Henri Poincaré, matematico e fisico francese, con lo scrittore e poeta americano Edgar Allan Poe? Quali sono i possibili modelli che regolano il rapporto tra scienza e fede? Con quale arroganza noi Sapiens abbiamo chiamato Cosmo la meraviglia che ci circonda? In un percorso a tre tappe dal particolare all’universale, il libro ripropone le tre lectio dell’ottava edizione del Festival del Giornalismo culturale nel dialogo tra lo scrittore Marco Malvaldi, il filosofo e teologo laico Vito Mancuso e il fisico Guido Tonelli. Tre prestigiose voci per una lettura agile e affascinante. Il saggio è il terzo numero della nuova collana #fgcult – informazione culturale dedicata a comunicazione e cultura, la cui peculiarità è quella di porsi come strumento d’indagine integrativo e complementare al Festival del giornalismo culturale.

Esiste un tempo dell'esperienza, scandito dalla memoria e dal desiderio. Esiste un tempo delle grandi distanze cosmiche. Ed esiste un tempo dell'infinitamente piccolo. Chrónos è un mistero, e non solo per i fisici. Lo era per i primi uomini e continua a esserlo per noi oggi. Ma da sempre chi comprende le leggi dello scorrere del tempo domina il mondo. Da Newton ad Amleto, da Einstein a Dalí, il tempo è stato protagonista di metamorfosi vertiginose, affascinanti e mostruose. Esiste? Si può fermare? E se ne può invertire il corso? Guido Tonelli ci guida lungo la tortuosa via d'accesso alla comprensione di una realtà molto diversa da come crediamo che sia. In cui il ritmo regolare del nostro tempo, la sua periodicità quasi perfetta, nasce da un insieme intricato e complesso di zone turbolente, fenomeni caotici, immani catastrofi, interi sistemi solari sbriciolati da esplosioni di supernove, galassie devastate da nuclei galattici attivi. Quei mondi lontani sono una sfida alla nostra immaginazione, così come lo sono le particelle elementari, con le loro esistenze effimere e le loro vite eterne. Quando le distanze sono così vaste o guardiamo all'infinitamente piccolo, il concetto di "adesso" e l'idea della simultaneità perdono qualunque consistenza. Il tempo è uno strumento formidabile per sopravvivere nel nostro ambiente, ma ci inganna appena cerchiamo di capire come funziona il mondo al di fuori del nostro piccolo pianeta. E toccare con mano questa impossibilità ci turba profondamente. Ne nasce un viaggio che ci costringe ad abbandonare ogni certezza, e per il quale dovremo fare ricorso alla fantasia non meno che alla ragionevolezza. Un viaggio in cui il mito, l'arte e la filosofia ci soccorreranno dove la mente vacilla.

Forse avevano davvero ragione i Greci, in principio era il caos. Molte osservazioni della fisica moderna sembrerebbero confermarlo. Ma cos'è successo nei primi istanti di vita dell'universo? Davvero la scienza del XXI secolo fa ritornare d'attualità il racconto di Esiodo, che racchiude l'origine del tutto in un verso splendido e fulminante: "All'inizio e per primo venne a essere il caos"? E oggi l'universo è il sistema organizzato e affidabile che ci appare o è dominato ancora dal disordine? Per scoprirlo, ogni giorno schiere di uomini e donne esplorano gli angoli più reconditi della materia, usano i grandi telescopi o i potenti acceleratori di particelle con cui, come ieri i Greci con i loro racconti, stanno cercando di rispondere alla più antica tra tutte le domande. Tonelli ci mostra come costruire una cosmogonia non sia più affare per specialisti, e il mito e la scienza abbiano in fondo la stessa funzione: permettere all'essere umano di trovare il proprio posto nell'universo.

Un romanzo, uscito a metà degli anni Ottanta, che fece epoca misurandosi con le scoperte della fisica e anticipando alcune mutazioni radicali del nostro tempo. Viene riproposto in questa nuova edizione arricchito dal diario inedito che Del Giudice scrisse durante i giorni del sopralluogo al Cern di Ginevra prima di scrivere il romanzo. La prefazione è di un famoso fisico italiano che al Cern ha lavorato per molti anni e che, oltre ad amare il romanzo di Del Giudice, nelle pagine del diario ginevrino ha riconosciuto colleghi, situazioni e atmosfere a lui ben note. «Eccolo qua il romanzo dell'incontro fra i due esploratori: lo scrittore che scandaglia gli angoli più intimi e nascosti dell'animo umano e lo scienziato che indaga i componenti più minuti della materia. Due mondi apparentemente distanti che nascondono in realtà insospettabili analogie. A prima vista il mondo di Pietro Brahe è quanto di più solido e materiale si possa immaginare: acceleratori e apparati grandi come case, magneti, rivelatori, cavi e circuiti elettronici. Ma basta scavare appena al di sotto di questa superficie per scoprire che le strutture più nascoste e recondite della materia sono elusive, hanno forme cangianti, talvolta inafferrabili. Non così dissimili quindi dalle impalpabili mutevolezze che rendono imprevedibile il comportamento intimo dei protagonisti dei romanzi di Ira Epstein. Fino al punto che i due punti di vista quasi si rovesciano: "lui vedeva cose di cui non c'era immagine" pensava di sé Pietro Brahe, mentre lo scrittore argomentava: "Nel mio (lavoro), come le ho già spiegato, si vede parecchio. Si vede così tanto che resta ben poco da immaginare". Il regno della concretezza e della realtà materiale che si rovescia, come in uno specchio, in quello dell'immaginazione e della finzione letteraria.» (dalla prefazione di Guido Tonelli)

Abitiamo un sottile guscio sferico, di pochi chilometri di spessore, intorno alla superficie della Terra. Anche se esploriamo gli abissi più profondi dell'oceano o scaliamo le vette dell'Himalaya, il nostro regno ha dimensioni ridicole. Per questo, se riflettiamo su quelle dell'universo, ci resta una sensazione di lieve sgomento. Non solo. Il nostro piccolo mondo è anche popolato di chimere, fantasmi e terribili inganni: pensiamo che quello che percepiamo sia reale, invece tutto cambia appena ci allontaniamo dall'angolo tranquillo in cui si svolge la nostra esistenza. Quando cerchiamo di capire i fenomeni che si osservano nel meraviglioso tappeto di galassie che ricopre la volta stellata, o quelli che caratterizzano la materia nei suoi componenti elementari, dobbiamo rinunciare alle certezze che governano la nostra vita e intraprendere un viaggio vertiginoso che lascia senza fiato. Guido Tonelli, fisico al Cern di Ginevra e uno dei padri della scoperta del bosone di Higgs, ci fa compiere questo viaggio irripetibile, al cospetto di fenomeni straordinari. Fino a raggiungere il non-luogo del non-tempo da cui tutto ha avuto origine e dove possiamo dar voce a quell'istinto che si annida dentro di noi quando continuiamo a chiederci da dove viene la meraviglia che ci circonda. Il mito e la scienza hanno in fondo la stessa funzione, dal momento che "ogni società si costituisce attorno a una cosmologia. E nessuna civiltà, grande o piccola che sia, può reggersi senza il grande racconto delle origini".

La Scuola della Cattedrale, presieduta da Monsignor Gianantonio Borgonovo, prosegue il suo ciclo di incontri con un evento culturale nel segno della fisica che esplora il mondo delle particelle. Guido Tonelli, fisico e professore ordinario dell'Università di Pisa, tratta degli eventi che hanno portato alla scoperta del bosone di Higgs al Cern di Ginevra dove è stato realizzato LHC, l'acceleratore di particelle più potente del mondo, con un'analisi di materia e antimateria, energia e universo, per capire come tutto è cominciato e come forse andrà a finire. Dove potrà arrivare l'uomo con queste nuove visioni? Quali cambiamenti e traguardi sono ipotizzabili? Come leggere da un punto di vista religioso e filosofico questi nuovi scenari che la scienza prospetta? L'evento ha visto gli interventi di Monsignor Borgonovo e del filosofo Remo Bodei, professore di Filosofia all'Università di Pisa.

In quel preciso momento, un centesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang, si è deciso il nostro destino. In un universo in cui materia e antimateria si equivalevano, e che quindi avrebbe potuto, in ogni istante, tornare a essere pura energia, può essere bastata una leggerissima preferenza del bosone di Higgs per la materia anziché per l'antimateria ed ecco che si è prodotto il mondo che abbiamo sotto gli occhi. "Ecco qua il minuscolo difetto, la sottile imperfezione da cui è nato tutto. Un'anomalia che dà origine a un universo che può evolvere per miliardi di anni." Se tutto nasce da lì, dobbiamo capire in ogni dettaglio quel momento cruciale, ricostruirlo fotogramma per fotogramma, al rallentatore e da diverse angolature. Per questo al Cern di Ginevra è stato realizzato Lhc, l'acceleratore di particelle più potente del mondo, il posto più simile al primo istante di vita dell'universo che l'uomo sia stato in grado di costruire. Per questo da anni i migliori fisici del mondo lavorano giorno e notte, ai quattro angoli del pianeta. È così che è stata catturata la "particella di Dio". Ed è per questo che si studia ancora, per capire di più su come tutto questo è nato e su come andrà a finire la nostra storia: se nel freddo e nel buio o in una catastrofe cosmica, che ci darebbe il privilegio di un'uscita di scena assai più spettacolare.