Fred Hoyle e La
Teoria dello Stato Stazionario
La Teoria dello Stato Stazionario è uno scenario cosmologico
non-standard che fu sviluppato nel 1948 da Fred Hoyle, Hermann Bondi, Thomas
Gold ed altri scienziati come alternativa alla teoria del Big Bang.
La sua base filosofica è il
cosiddetto 'principio cosmologico perfetto', che afferma che il nostro punto di
osservazione dell'Universo non è per nulla particolare, non solo dal punto di
vista della posizione, ma anche da quello temporale: quindi non solo l'uomo, la
Terra, il Sole o la Via Lattea non sono al centro dell'Universo (né in
alcuna posizione privilegiata), ma su scala cosmologica l'epoca in cui viviamo
non è significativamente differente da ogni altra. L'universo su grande scala
sarebbe perciò eterno ed immutabile.
Questo principio può essere
conciliato con la Legge di Hubble (ovvero l'osservazione del moto di recessione
delle galassie, le quali si allontanano da noi ad una velocità proporzionale
alla loro distanza) solo con una continua creazione di materia, in modo da
mantenere costante la densità media. Siccome il tasso a cui la materia dovrebbe
essere creata è molto basso (1 atomo d'idrogeno per m³ ogni miliardo di anni)
la mancata osservazione di questo fenomeno non costituisce un vero problema per
la teoria, anche se alcuni suoi seguaci (ad es. Halton Arp) hanno ipotizzato
che i nuclei galattici attivi sarebbero i luoghi dove la materia viene creata.
Per quanto il Big Bang fosse
forse la teoria più accreditata, lo Stato Stazionario rimase una seria
alternativa fino alla fine degli anni '60, quando furono ottenute osservazioni
che dimostravano che le proprietà dell'universo su larga scala evolvono nel
tempo: si osservò infatti che la densità 'locale' di quasar e
radiogalassie era sostanzialmente inferiore a quella che si poteva misurare ad
alto redshift, ovvero a grandi distanze, cioè, dato che la velocità della luce
è finita, nel lontano passato. Questa interpretazione fu contestata da alcuni
sostenitori dello Stato Stazionario (fra cui, di nuovo, Halton Arp), che
suggerirono che il redshift dei quasar non fosse di origine cosmologica, ma
legato alle proprietà fisiche di questi oggetti (cosa che avrebbe
'salvato' la Teoria dello Stato Stazionario).
La prova che ha portato
all'abbandono di tale teoria venne dalla scoperta della Radiazione Cosmica di
fondo nel 1964. Questa Radiazione era stata predetta teoricamente come una
naturale conseguenza del Big Bang. Per quanto non fosse in contraddizione con
lo Stato Stazionario (anzi, alcuni seguaci di Hoyle avevano persino predetto la
sua esistenza), quest'ultima osservazione convinse quasi tutti ad abbandonare
questa teoria. Fra le eccezioni ci furono lo stesso Hoyle, Arp, Narlikar e
Geoffrey Burbidge, alcuni dei continuarono a lavorare a varianti della Teoria
dello Stato Stazionario.
Fatte queste poche eccezioni,
la controversia sullo Stato Stazionario ha oggi un interesse prevalentente
storico: occasionalmente i modelli 'stazionari' segnano qualche punto
a loro favore (ad esempio la cosiddetta cosmologia dello stato
quasi-stazionario spiega con naturalezza la recente e inattesa scoperta che
l'espansione dell'universo starebbe accelerando), ma questi non sembrano essere
paragonabili ai successi della teoria 'standard' del Big Bang.
Per questo motivo il Big Bang
viene ormai considerato un fatto acquisito da quasi tutti gli astronomi, ed il
dibattito in campo cosmologico riguarda quale delle sue numerosissime varianti
sia la più corretta. In particolare, alcune di queste teorie (ad es. molti
modelli inflazionari) vanno oltre il Big Bang stesso e cercano di spiegare
(perlomeno dal punto di vista matematico) quello che molti considerano il
principale punto debole della teoria, ovvero la sua incapacità di spiegare che
cosa abbia 'causato' il Big Bang stesso, e di conseguenza la
formazione del nostro universo.
È degno di nota, ed
abbastanza paradossale, che molti dei modelli inflazionari più accreditati
prevedano che la fase inflazionaria sia eterna e generi infiniti
'universi' (intesi come regioni di dimensioni molto più ampie di
quello che comunemente chiamiamo 'universo') di caratteristiche
distinte. Fra questi modelli ve ne sono diversi che possono portare ad una
situazione stazionaria, e in questi modelli il 'principio cosmologico perfetto'
potrebbe essere valido, per quanto su scale enormemente più ampie di quelle
esaminate da Hoyle e dai suoi seguaci.
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