L'universo infinito: uno sguardo oltre il visibile

F Introduzione

in dall’antichità, l’uomo è rimasto affascinato di fronte all’Infinito: “quando si

fermò a contemplare il cielo, il suo mondo interiore di inquietudini, stupori e

paure per una vita aspra e incerta si arricchì di una dimensione nuova, quella

della riflessione, dell'esercizio della ragione nella consapevolezza di esistere al

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centro di qualcosa di arcano ma enormemente bello, che chiamò universo”. 0F

L’uomo immaginò che tutto fosse stato creato in funzione delle sue esigenze; ciò appare evidente

dalle prime rappresentazioni che ci mostrano l’Universo come un’armonia di sfere concentriche

in cui inserire le diverse manifestazioni del reale, da quelle infime a quelle supreme. La naturale

aspirazione dell’uomo verso le sfere più alte, quelle di maggiore purezza e perfezione, è un

esempio di come il suo modo di vivere e pensare fosse condizionato dalla certezza, spesso

dogmatica, di far parte di un mondo lontano. Per secoli la disposizione degli astri (reale o

presunta) è stata, e lo è ancora, presagio di eventi ed oggetto di grande impatto psicologico,

anche se scientificamente infondata.

Riflettere su tali pensieri mi ha portato a voler approfondire questo argomento nelle sue

molteplici sfaccettature. Ho iniziato analizzando l’argomento dal punto di vista dell’Astronomia,

partendo da ciò che è più lontano da noi: l’Universo infinito, analizzandone le caratteristiche,

dalla sua origine al suo destino, per poi passare alla Via Lattea, la galassia che include il nostro

Sistema Solare, con tutti i vari corpi celesti che contiene, per arrivare in ultima analisi alla Terra,

analizzandone le caratteristiche generali ed i movimenti. Il concetto di Infinito, inteso come

estensione illimitata nello spazio e nel tempo, è stato analizzato da molte discipline: filosofia,

poesia, letteratura, pittura, matematica, astronomia.

Il mondo che ci circonda non include, tra le cose certe, l’Infinito. Eppure la mente umana, da

sempre, per secoli e secoli, ha cercato di misurarsi con quest’idea. Dinanzi a questo concetto

sono rimasti perplessi alcuni tra gli intelletti più acuti di tutta l’umanità: da Pitagora, ad

Aristotele, a Galilei.

Il concetto d’Infinito è, per sua stessa etimologia e natura, ciò che sfugge ad ogni possibile

classificazione e misura, mentre la Matematica tende a classificare e misurare ciò che esamina;

dunque apparentemente sembra che l’infinito non sia argomento di matematica; eppure essa è

stata capace, nella sua storia più recente, di intuire, accarezzare ed anche misurare l’Infinito, fin

quasi a sognare di dominarlo completamente. La realtà nasce, allora, dall’armonia degli opposti:

limitato-illimitato, dispari-pari, diritto-curvo ecc, facendo intravedere il ruolo dell’illimitato

1 Fernando De Felice, Le Scienze CD Rom 1997, Le Scienze

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dell’infinito come “disposizione” a ricevere determinazioni. Ho cercato, con un breve excursus

storico, di evidenziare il divenire di tale concetto nel pensiero di filosofi e matematici fino ad

arrivare ai più recenti.

Secondo alcuni filosofi, come Fichte, il compito dell’Io è il raggiungimento dell’Infinito tramite

il superamento di ostacoli infiniti che porteranno a non raggiungere mai l’infinito stesso,

rappresentato così da un ipotetica meta immaginaria come potrebbe esserlo l’ipotetica fine di una

retta. Mentre secondo Hegel l’infinito non è un processo senza termine ne compimento, ma è la

totalità di tutti i finiti e la sua rappresentazione grafica non è la retta ma il cerchio formato da

vari momenti che sono finiti. L’unica vera infinita realtà è l’idea, la Ragione assoluta che

comprende in sé ogni determinazione della realtà. La tesi hegeliana afferma che “il finito si

risolve nell’infinito” cioè che gli eventi della natura e della storia trovano la loro spiegazione

solo all’interno dell’Assoluto.

L’infinito ha sfidato la fantasia di tanti poeti ed artisti: Giacomo Leopardi così lo sentì: ”Tra

questa immensità s’annega il pensier mio: e il naufragar m’è dolce in questo mare”.

Molto interessante risulta il confronto del concetto d’infinito tra Leopardi e Pascoli; Leopardi

prova piacere nell’affondare in uno spazio smisuratamente disteso mentre Pascoli vuole restare

chiuso all’interno del nido. Anche Alfieri, come Leopardi, cerca di spingersi oltre, di cercare

nuovi luoghi (il viandante); ma a differenza di quest’ultimo egli s’immerge in immensità fisiche

che lo portano a fantasticare.

Un grande pittore, De Chirico, dipinse un quadro, cui dette il nome: “Nostalgia dell’Infinito”,

nel quale mediante l’immagine desolata della torre, affronta il problema della totale paralisi

interiore dell’uomo, traducendolo nelle immagini mutilate senza braccia e occhi.

“La creatività artistica e la razionalità matematica si fondono nel fascino di questa invenzione

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dell’intelletto umano.” 1F

Antonino Zichichi- L’Infinito

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Introduction

In my project I have choose to speak about the infinite universe. I chose this subject matter

because I’m interested in the mysteries of the universe.

In my work I want begin to analyse the universe, then its components like the galaxies, their

begining and their end.

In particular I turn my attention in our Galaxy, its characteristics and components, the solar

system, the sun and the planets. Finally I analyse the Earth the “home” of men kind.

But this concept is very big and includes also other aspects that doesn’t look at science. In

particular I have studied this concept in Maths, analysing the evolution of the concept of infinite,

begining from ancient Greece to arrive in our days. Besides I have analysed the Möbius strip a

symbol that conventionally indicate the infinite.

I have analysed also the infinite in philosophy emphasizing thoughts of two philosophers with

idea of infinite almost opposite like Fichte and Hegel. For Fichte the infinite is alone an

imaginary destination; but Hegel turns upside down this position stating that the finite dosen’t

exist.

Also De Chirico, an artist worrying and enigmatic, is fascinating by this concept. In fact he

painted in which he represents the desolate image of the tower. In which

Nostalgia dell’infinito

there are two persons that seem to be ghosts.

Also Giacomo Leopardi remained fascinating by the meaning of the infinite; “Il dolce naufragar”

is interpretated in a different way by two writers, Pascoli and Leopardi.

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Capitolo 1- L’Universo Infinito

L’universo è l’insieme di tutta la materia, dell’energia esistente e dello spazio che le contiene.

L’universo, la sua origine e la sua evoluzione sono oggetto di studio della cosmologia, disciplina

scientifica che si avvale delle osservazioni astronomiche e delle teorie fisiche (in particolare,

della relatività generale) per elaborare possibili modelli di universo.

Nella prima metà del XX secolo, la parola Universo era usata per riferirsi all'intero spazio-tempo

"esistente", assieme a tutta la materia e l'energia in esso contenute. Durante la seconda metà del

XX secolo, lo sviluppo della cosmologia osservativa, chiamata anche cosmologia fisica, ha

portato ad una divisione del significato del termine Universo tra i cosmologi osservativi e i

cosmologi teorici: i primi (in genere) abbandonano la speranza di poter osservare l'intero spazio-

tempo, mentre i secondi mantengono questa speranza, cercando di trovare le ipotesi più

ragionevoli per modellizzarlo tutto, nonostante l'estrema difficoltà di trovare dei limiti a questi

modelli e il rischio di decadere nella metafisica.

1A- ORIGINE DELL’UNIVERSO

Un'importante domanda della cosmologia per ora senza riposta è quella della forma

dell'Universo.

Per prima cosa, occorrerebbe stabilire se l'Universo è piatto, ossia rispetta le regole della

geometria euclidea su grande scala. Al momento, la maggior parte dei cosmologi pensa che

l'universo osservabile sia (quasi) piatto, esattamente come la superficie della Terra è (quasi)

piatta.

In secondo luogo, occorre stabilire se l'Universo è molteplicemente connesso oppure no.

Secondo il modello del Big Bang, l'Universo non ha un confine spaziale, ma potrebbe comunque

essere spazialmente finito. Questo può essere compreso mediante un'analogia con le due

dimensioni: la superficie della Terra non ha confini, ma ha comunque un'area finita. Si può

pensare anche ad un cilindro, e poi immaginare di liberarsi dalle costrizioni imposte dalla

geometria ordinaria e immaginare di unire le due estremità del cilindro, ma senza piegarlo.

Anche questo è uno spazio a due dimensioni con un'area finita, ma a differenza della superficie

terrestre è piatto, ed è quindi un modello migliore.

Ne segue che, strettamente parlando, dovremmo chiamare le sopra menzionate stelle e galassie

"immagini" di stelle e galassie, poiché è possibile che l'Universo sia finito e così piccolo che

possiamo vedere una o più volte "attorno" ad esso, ed il numero reale di stelle e galassie

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fisicamente distinte potrebbe essere più piccolo. Alcune osservazioni sono in corso per cercare di

confermare o escludere questa possibilità.

Due sono le teorie sull’origine dell’Universo che nel XX sec. si sono confrontate tra loro: la

teoria dello stato stazionario e la teoria del Big Bang, verso la quale si orienta la grande

maggioranza dei consensi.

- La teoria dell’Universo stazionario si sviluppò nel 1948 da Fred Hoyle, Hermann Bondi,

Thomas Gold ed altri. L'universo su grande scala sarebbe eterno ed immutabile, quindi uniforme

nello spazio e nel tempo, che non ha un inizio preciso e che non cambia nel tempo. Questo

principio può essere conciliato con la cosiddetta Legge di Hubble (l'osservazione che le galassie

si allontanano da noi ad una velocità proporzionale alla loro distanza) solo assumendo che si

abbia una continua creazione di materia, in modo da mantenere costante la densità media. Nuove

galassie quindi prenderebbero il posto di quelle che si sono allontanate. Un’ipotesi del genere

viola il principio di conservazione della materia e del’energia e non ha più molto seguito.

- I fondamentali della teoria del Big Bang affermano che l'osservazione di galassie, che appaiono

allontanarsi l'una dall'altra, può essere combinata con la teoria della relatività generale, per

estrapolare le condizioni dell'Universo primordiale. Questo porta alla conclusione che, andando

indietro nel tempo, l'Universo diventa sempre più caldo e denso. Questa visione porta alla

conseguenza che l'Universo attuale è molto diverso da com'era nel passato e come sarà nel

futuro. Nell’istante iniziale, in cui la materia era concentrata in una sfera piccolissima, si sarebbe

verificata un’esplosione di immane portata che avrebbe generato la materia che costituisce

l’Universo. In seguito all’esplosione si dovrebbe essere verificata una diminuzione di

temperatura e in fasi successive si sarebbero aggregate le particelle fondamentali della materia, i

nuclei leggeri, idrogeno ed elio, e gli atomi. Inoltre dall’esplosione sarebbe cominciato il moto di

espansione che osserviamo nelle galassie..

Con il passare del tempo, le regioni leggermente più dense della materia (distribuita, quasi, ma

non del tutto, uniformemente) si addensarono sotto l'effetto della gravità in gruppi, formando

nubi di gas, stelle, galassie e altre strutture astronomiche.

Nell'ambito della teoria, lo stesso Big Bang non viene considerato un'esplosione di materia che si

muove verso l'esterno per riempire un Universo vuoto preesistente. Fu invece la nascita e la

rapida crescita dell'Universo stesso, spaziotempo compreso. A causa di questo postulato, la

distanza tra galassie molto distanti aumenta più velocemente della velocità della luce. Questo

non vìola le regole della relatività speciale, la quale è valida solo come teoria locale. Essa

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stabilisce, tra le altre cose, che la materia e l'informazione non possono muoversi nello spazio più

velocemente della luce, ed è empiricamente non valida per concetti spaziotemporali globali