Tesina sul Fine Tuning

Istituto di istruzione superiore

Statale

“Iris Versari” – Cesano Maderno

Esame di Stato 2013

Nullo Andrea

Classe 5Bs

Anno scolastico 2012/2013

Fine tuning

“

Non siamo alla fine, bensì all’inizio di una fisica del tutto nuova. E qualsiasi cosa troveremo, ci saranno sempre altri orizzonti da esplorare.”

Michio Kaku 2

Premessa

Ho deciso di intraprendere questo percorso per la mia tesina perché sono rimasto colpito da quando per la prima volta ho ascoltato una discussione sul fine tuning, in una lezione di fisica, lo scorso anno.

Infatti mi sono domandato spesso come possa essersi originato l’universo, come possa esistere, come possa essere tutto così perfettamente bilanciato e come possiamo esistere noi, ed essere qui a chiederci il perché.

Approfondendo questo argomento a scuola, ho scoperto che non esiste una risposta. Non c’è un vero o un falso. È tutta questione di scelta o di fede.

Così il fine tuning mi ha subito entusiasmato e ho deciso di approfondire la questione e proporla all’esame di maturità.

Infatti trattare questo argomento mi ha aperto la mente, mi ha reso consapevole che certe volte non esistono certezze assolute, che non si può conoscere tutto.

Quello che davvero è importante non è tanto il contenuto, ma il percorso che si compie nel ricercare la verità, il ragionare e il ragionare sul proprio ragionamento.

Fin dalla scuola media sono stato abituato a pensare così, e devo ringraziare i miei professori; infatti grazie a loro ho molto sviluppato la logica e la capacità di riflettere e questo negli anni mi ha aiutato moltissimo, anche nella comprensione e nell’apprendimento, e sono sicuro che sarà fondamentale nella mia vita futura.

Per la mia tesina ho fatto riferimento alle lezioni di scuola, agli appunti, ad alcuni libri e citazioni e ad approfondimenti che ho ricercato sul web.

Essendo appunto un discorso e non una schematizzazione di alcuni concetti, ho deciso di inserire le tre materie di cui ho parlato, fisica, astronomia e filosofia, non separate tra loro, ma come un tutt’uno.

Ho creato una sorta di cornice che tratta del fine tuning e che si riferisce alla fisica principalmente, in cui ho incastonato le altre due materie, rendendole omogenee con la tematica principale. 3

Indice

Premessa 3

Motivazione della scelta 3

Metodo di lavoro 3

Percorso 3

Indice 4

Fine tuning 5

Cos’è 7

L’universo inflazionario 8

Esempi di fine tuning 10

Esplosione del Big Bang e forza di gravità 11

Forza nucleare e massa di neutroni e protoni 12

Livello di risonanza del berillio 13

Alcune costanti fisiche 14

Il principio antropico 16

Multi-universo 17

Multi-universo 19

Teoria delle stringhe 20

Materia oscura 21

Popper e il principio di falsificabilità 22

Conclusione 24

Bibliografia e sitografia 25 4

Fine tuning 5

“Sembrerebbe quasi che il nostro universo sapesse che stavamo arrivando.”

Freeman Dyson 6

Cos’è

Quasi ogni cosa nella struttura base dell’universo, come le leggi fondamentali, i parametri della fisica e la distribuzione iniziale della materia e dell’energia, è bilanciata sulla lama di un rasoio affinché sorga la vita.

Infatti, senza una tale serie di coincidenze nella fisica, la vita come la conosciamo sarebbe impossibile.

Gli scienziati chiamano questo straordinario bilanciamento dei parametri della fisica e delle condizioni iniziali dell’universo il “fine-tuning cosmico”.

È stato molto discusso da filosofi, teologi e scienziati ed è oggi considerato da molti come una prova convincente dell’esistenza di Dio. 7

L’universo inflazionario

Tra il 1927 e il 1933 il belga Lemaitre, portando alle estreme conseguenze l’idea di un universo in espansione, ipotizzò che l’universo si fosse originato dall’esplosione di un atomo primordiale.

Così negli anni ’40 George Gamow, Ralph Alpher e Robert Herman ipotizzarono la teoria classica del Big Bang caldo o modello standard, che venne poi ripresa da Guth e Linde negli anni ’80, i quali rivolgendosi alla fisica quantistica svilupparono un nuovo modello: la teoria dell’universo inflazionario.

Le fasi essenziali dei processi che hanno originato l’universo, secondo il modello inflazionario, sono:

• Era di Planck (0 < t < 10^-43 s): in questa fase l’universo non è descrivibile con le leggi della fisica poiché lo spazio e il tempo non esistono (stato di singolarità).

Tutto si originerebbe dal nulla, da un “vuoto” a elevatissimo contenuto di energia (fluttuazioni quantistiche del vuoto).

Le quattro forze fondamentali della natura (forza gravitazionale, forza elettromagnetica, forza d’interazione nucleare forte, forza d’interazione nucleare debole) sono unificate.