E se una delle assunzioni più radicate della cosmologia moderna fosse semplicemente sbagliata? Non è una provocazione da bar, ma una domanda che sta facendo perdere il sonno a parecchi astrofisici. Una nuova ricerca punta i riflettori su qualcosa di profondamente scomodo: l’universo potrebbe non essere uniforme in tutte le direzioni, come si è dato per scontato per decenni. Il fenomeno al centro della questione ha un nome preciso, ed è la cosiddetta anomalia del dipolo cosmico.

Per capire di cosa si parla, bisogna fare un passo indietro. Il modello standard della cosmologia si regge su un principio fondamentale: su larga scala, l’universo appare uguale ovunque e in ogni direzione. È il cosiddetto principio cosmologico, una specie di pilastro portante su cui poggia tutto il resto. Dalle equazioni della relatività generale alle simulazioni sulla formazione delle galassie, tutto parte da lì. Ora, però, qualcosa non torna.

Galassie e quasar raccontano una storia diversa dal Big Bang

Quando si osserva la radiazione cosmica di fondo, cioè quella sorta di bagliore residuo del Big Bang che permea tutto lo spazio, si nota un leggero squilibrio direzionale. Questo è il dipolo cosmico: una parte del cielo appare leggermente più calda, l’altra più fredda, e la spiegazione classica è semplice. Dipende dal movimento della Terra e del sistema solare rispetto a quel bagliore primordiale.

Il problema nasce quando si confronta questo schema con la distribuzione effettiva di galassie e quasar distanti. Perché quei dati non collimano. La direzione e l’intensità del dipolo osservato nelle sorgenti radio lontane e nei conteggi di quasar risultano significativamente diversi da quanto previsto. Non si tratta di una piccola fluttuazione statistica, ma di una discrepanza che continua a crescere man mano che i cataloghi di dati diventano più precisi.

Ed è proprio questo il punto dolente. Se l’anomalia del dipolo cosmico dovesse essere confermata con ulteriori osservazioni indipendenti, le conseguenze sarebbero enormi. Significherebbe che il principio cosmologico, quel fondamento su cui poggia praticamente tutta la cosmologia teorica, va quantomeno rivisto. Forse l’universo ha una struttura più complessa di quanto si pensava, con asimmetrie su scale che nessuno aveva previsto.

Ripensare la struttura dell’universo: cosa succede adesso

Non è la prima volta che il modello standard viene messo sotto pressione. Ma questa sfida è diversa, perché tocca le fondamenta stesse, non solo qualche parametro da aggiustare. I ricercatori stanno cercando spiegazioni alternative: forse servono nuovi modelli cosmologici, o forse ci sono effetti sistematici ancora non compresi nei dati. Quello che è certo è che la comunità scientifica non può più ignorare il problema.

La cosmologia sta vivendo uno di quei momenti in cui le certezze vacillano. E paradossalmente, è proprio quando le cose smettono di tornare che la scienza fa i passi avanti più interessanti.

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Qualcosa di strano è stato captato dai rilevatori di LIGO, e potrebbe cambiare radicalmente la comprensione dell’universo. Un segnale gravitazionale anomalo, individuato dall’osservatorio americano, ha riacceso le speranze attorno a un’ipotesi affascinante: i buchi neri primordiali potrebbero davvero esistere. E se fosse confermato, questo significherebbe anche avere finalmente una risposta concreta sulla natura della materia oscura, quel componente invisibile che rappresenta circa l’85 percento di tutta la materia nell’universo.

A lanciare la proposta sono stati Nico Cappelluti, professore associato di fisica all’Università di Miami, e il dottorando Alberto Magaraggia. La loro ricerca, pubblicata su The Astrophysical Journal, parte da un evento rilevato da LIGO verso la fine dello scorso anno: una fusione in cui almeno uno degli oggetti coinvolti sembrava avere una massa inferiore a quella del Sole. Un dettaglio che non torna, perché i buchi neri convenzionali nascono dal collasso di stelle massicce, e non possono essere così leggeri. L’unica spiegazione plausibile, secondo i ricercatori, è che si tratti proprio di un buco nero primordiale, formatosi nelle condizioni estreme della prima frazione di secondo dopo il Big Bang, molto prima che esistessero stelle o galassie.

Non tutti nella comunità scientifica sono convinti. Alcuni astrofisici sospettano che il segnale possa essere semplice rumore strumentale, dato che i rilevatori di LIGO sono sensibili a un livello quasi inconcepibile. Però i numeri dello studio reggono: Cappelluti e Magaraggia hanno stimato quanti buchi neri primordiali dovrebbero esistere nell’universo e con quale frequenza LIGO potrebbe intercettarli. I risultati coincidono con la rarità degli eventi osservati finora, il che rende la spiegazione coerente.

Dalla Guerra Fredda a oggi: una teoria che aspettava le prove

L’idea dei buchi neri primordiali non è nuova. Risale agli anni della Guerra Fredda, quando gli scienziati sovietici Yakov Zeldovich e Igor Novikov ne ipotizzarono per primi l’esistenza. Poi, nei primi anni Settanta, Stephen Hawking riprese il concetto ampliandolo: questi oggetti potevano essere abbondanti, emettere radiazione e, soprattutto, spiegare la materia oscura. Per decenni, però, mancavano gli strumenti per cercarli davvero.

LIGO ha cambiato tutto. Il 14 settembre 2015, l’osservatorio ha rilevato per la prima volta le onde gravitazionali, confermando una previsione fondamentale della relatività generale di Einstein e aprendo un modo completamente nuovo di studiare il cosmo. Da allora, ogni segnale anomalo viene esaminato con attenzione, e quello recente ha caratteristiche che lo rendono particolarmente interessante.

Il futuro della caccia ai buchi neri primordiali

Cappelluti lo dice chiaramente: una singola rilevazione non basta. Servono altri segnali con le stesse caratteristiche per avere la conferma definitiva. Ma quello che è emerso finora non può essere ignorato. LIGO, insieme ai suoi partner internazionali come il rilevatore Virgo in Italia e l’osservatorio sotterraneo KAGRA in Giappone, continuerà a cercare. Gli aggiornamenti previsti renderanno i rilevatori ancora più sensibili, aumentando le probabilità di intercettare altri candidati.

Nel frattempo, si guarda già oltre. L’Agenzia Spaziale Europea sta progettando LISA, un interferometro spaziale il cui lancio è previsto per il 2035, capace di captare onde gravitazionali risalenti alle epoche più remote dell’universo. E negli Stati Uniti è in fase di progettazione Cosmic Explorer, che promette una sensibilità circa dieci volte superiore a quella di LIGO, con la capacità di rilevare fusioni avvenute quando si formavano le prime stelle.

Se i buchi neri primordiali fossero reali, e se davvero costituissero una porzione significativa della materia oscura, sarebbe una delle scoperte più importanti nella storia dell’astrofisica. Per ora resta un “se” molto promettente, ma la scienza funziona così: un segnale alla volta, con pazienza e rigore.

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Milioni di stelle che esplodono potrebbero presto raccontare qualcosa di fondamentale su una delle forze più misteriose dell’universo: l’energia oscura. Un gruppo di ricercatori guidato dall’Istituto di Scienze del Cosmo dell’Università di Barcellona ha messo a punto un framework chiamato CIGaRS, capace di analizzare le supernove di tipo Ia con una precisione che fino a poco tempo fa sembrava fuori portata. Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, promette di cambiare radicalmente il modo in cui gli astronomi misurano l’espansione dell’universo.

Le supernove di tipo Ia sono esplosioni stellari che si verificano quando una nana bianca raggiunge una massa critica e deflagra. Siccome queste esplosioni raggiungono tutte una luminosità intrinseca molto simile, gli scienziati le usano come “candele standard”: confrontando la luminosità reale con quella apparente dalla Terra, si possono calcolare distanze cosmiche enormi. Proprio grazie a queste misurazioni, alla fine degli anni Novanta, si è scoperto che l’universo non solo si espande, ma lo fa a un ritmo sempre più veloce. La causa di questa accelerazione viene attribuita all’energia oscura, che resta uno dei più grandi enigmi della fisica moderna.

Il problema, però, è che le supernove di tipo Ia non sono tutte perfettamente uguali. Negli ultimi vent’anni si è capito che la galassia ospite influenza la luminosità osservata. Una supernova che esplode in una galassia vecchia e massiccia può apparire leggermente diversa da una che si trova in una galassia giovane e meno massiccia. Finora, queste differenze venivano corrette con metodi piuttosto semplificati, il che limitava la precisione delle misure cosmologiche.

Come funziona CIGaRS e perché cambia le regole del gioco

Ecco dove entra in scena CIGaRS. Invece di trattare ogni variabile separatamente, questo framework costruisce un modello unificato che tiene conto di tutto in contemporanea: l’esplosione della supernova, la galassia in cui avviene, la polvere cosmica che ne altera la luce, i tassi di occorrenza nel corso della storia dell’universo e persino l’espansione cosmica stessa. Collegando tutti questi ingredienti in un unico schema statistico e fisico, emergono relazioni che i metodi tradizionali semplicemente non riescono a cogliere.

Per far funzionare un modello così complesso senza richiedere una potenza di calcolo impossibile, i ricercatori hanno sfruttato una tecnica nota come inferenza basata su simulazioni. In pratica, si generano enormi quantità di universi simulati, e poi una rete neurale impara a riconoscere come le osservazioni simulate si collegano alle proprietà fisiche che le hanno prodotte. Una volta addestrato, il sistema confronta le osservazioni astronomiche reali con le simulazioni e identifica i parametri più probabili. Questo rende possibile analizzare decine di migliaia di supernove contemporaneamente.

Un risultato particolarmente notevole è che CIGaRS riesce a determinare le distanze delle galassie (il cosiddetto redshift) con una precisione paragonabile alle misure spettroscopiche, ma usando solo dati fotografici. Questo è cruciale, perché l’Osservatorio Vera C. Rubin, attualmente in costruzione in Cile, identificherà milioni di candidati supernova nei prossimi anni, e circa il 99% di questi verrà osservato solo attraverso immagini in diversi filtri di colore, senza spettroscopia dedicata.

Verso una nuova era di scoperte cosmologiche

Come ha spiegato Konstantin Karchev, primo autore dello studio, il framework CIGaRS è stato progettato proprio pensando a questa sfida. A differenza di altri approcci che richiedono semplificazioni analitiche, questo metodo è in grado di estrarre tutta l’informazione cosmologica e astrofisica dai dati dell’Osservatorio Rubin, evitando le trappole dei bias di selezione e modellazione.

I benefici non si fermano alla misura dell’energia oscura. Il framework fornisce anche informazioni preziose sull’origine stessa delle supernove di tipo Ia, ricostruendo come i tassi di esplosione variano in base all’età delle stelle nelle diverse galassie. Secondo le stime dei ricercatori, questo approccio potrebbe migliorare i vincoli cosmologici fino a quattro volte rispetto ai metodi tradizionali basati su campioni limitati di supernove osservate spettroscopicamente.

Con l’Osservatorio Rubin pronto ad avviare un’indagine del cielo che durerà un decennio, strumenti come CIGaRS rappresentano esattamente il tipo di innovazione necessaria per trasformare una valanga di dati grezzi in risposte concrete sulle leggi fondamentali che governano il nostro universo.

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La coscienza è davvero un privilegio riservato a cervelli come quelli che conosciamo? Secondo un nuovo studio filosofico firmato da Eric Schwitzgebel, professore di filosofia alla University of California Riverside, e Jeremy Pober, ricercatore post dottorato all’Università di Lisbona, la risposta è quasi certamente no. L’universo potrebbe ospitare menti aliene costruite con materiali radicalmente diversi da quelli terrestri, eppure perfettamente capaci di esperienza cosciente. Un’ipotesi che, a pensarci bene, ha una logica difficile da smontare.

Il punto di partenza è semplice, quasi disarmante. L’universo osservabile contiene circa mille miliardi di galassie. I pianeti sono ovunque, e la stragrande maggioranza presenta condizioni ambientali che non somigliano nemmeno lontanamente a quelle della Terra. I due filosofi stimano, in modo volutamente prudente, che almeno mille civiltà extraterrestri evolute siano esistite da qualche parte nel cosmo. E sottolineano che la stima mediana della comunità scientifica è in realtà molto più alta: più di una civiltà per galassia nell’arco della sua intera storia. Numeri che fanno girare la testa.

Il concetto di flessibilità del substrato

Al cuore del lavoro c’è un’idea che i filosofi chiamano flessibilità del substrato. Il ragionamento fila liscio: certe proprietà possono manifestarsi in materiali diversi. Una tazza può essere di vetro, plastica o metallo. Un libro può esistere su carta stampata o come file digitale. Schwitzgebel e Pober sostengono che la coscienza appartenga a questa stessa categoria. Non sarebbe legata per forza a un singolo tipo di sostanza fisica.

Gli astrobiologi hanno già esplorato la possibilità che la vita altrove possa basarsi su amminoacidi alternativi, solventi diversi dall’acqua, strutture chimiche completamente inedite. Il romanzo di Andy Weir, “Project Hail Mary”, offre un esempio narrativo piuttosto vivido: un alieno con guscio minerale, sangue al mercurio, muscoli alimentati a vapore e un cervello cristallino, proveniente da un mondo rovente con atmosfera satura di ammoniaca. Fantascienza, certo. Ma il punto non è sostenere che queste forme di vita esistano per davvero. Il punto è che se la vita può emergere sotto condizioni chimiche così varie, e se l’universo offre miliardi di opportunità perché questo accada, sarebbe strano pensare che ogni percorso evolutivo riuscito debba approdare agli stessi identici ingredienti biologici.

Del resto, la Terra stessa lo dimostra. Polpi, api e cani elaborano le informazioni in modi profondamente diversi. L’evoluzione ha prodotto una varietà enorme di sistemi nervosi, non un unico modello replicato all’infinito.

Il principio copernicano applicato alla coscienza

L’argomento centrale dei due autori si ispira alla tradizione copernicana. La storia dell’astronomia ci ha insegnato, più volte e in modo anche un po’ umiliante, che la Terra non è al centro del sistema solare, il sistema solare non è al centro della galassia, e la Via Lattea non è al centro dell’universo. Ogni volta che l’umanità si è creduta speciale, la scienza ha ridimensionato quella convinzione.

Schwitzgebel e Pober propongono di applicare la stessa lezione alla coscienza. Dare per scontato che solo organismi biologicamente simili a noi possano avere esperienze coscienti significherebbe cadere in quello che definiscono “terrocentrismo”: un pregiudizio ingiustificato che tratta la vita terrestre come unica e privilegiata. Lo chiamano il principio copernicano della coscienza.

E l’intelligenza artificiale? Qui i due autori non la pensano allo stesso modo, il che rende il discorso ancora più onesto. Pober ritiene che la possibilità di substrati multipli non significhi automaticamente che qualsiasi supporto possa generare coscienza: nulla garantisce che l’hardware dei computer attuali lo faccia. Schwitzgebel è più aperto, e osserva che una volta abbandonata l’idea che la coscienza richieda per forza biologia umana, diventa più difficile escludere i sistemi basati sul silicio solo perché non sono fatti di tessuto organico. «Il dibattito si è concentrato troppo sulla possibilità di duplicare un cervello umano e troppo poco sulla domanda più ampia: quali tipi di sistemi possono essere coscienti?», ha dichiarato.

Il paragone più efficace è forse quello con il volo. Chiedersi se un’altra creatura possa replicare esattamente lo stile di volo di un’aquila è una domanda molto specifica. Chiedersi se il volo possa esistere in altre forme è tutta un’altra cosa. Colibrì, pipistrelli e insetti volano tutti, ma lo fanno in modi completamente diversi. La coscienza potrebbe funzionare allo stesso modo: manifestarsi in forme che non somigliano affatto a quella umana, sparse per un universo che ha avuto tutto il tempo e lo spazio per sperimentare.

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Quella che Albert Einstein definì con amarezza il suo “più grande errore” potrebbe finalmente avere una spiegazione. La costante cosmologica, quel valore misterioso che descrive l’energia responsabile dell’espansione accelerata dell’universo, è da decenni al centro di uno dei rompicapi più ostinati della fisica moderna. Un gruppo di ricercatori della Brown University ha pubblicato su Physical Review Letters uno studio che propone una soluzione tanto elegante quanto inaspettata, collegando la gravità quantistica a un fenomeno della materia condensata noto come effetto Hall quantistico.

Il problema, in parole povere, è questo. Secondo la teoria quantistica dei campi, lo spazio vuoto non è affatto vuoto: pullula di fluttuazioni quantistiche che dovrebbero produrre un’energia enorme. Così enorme che la costante cosmologica, secondo i calcoli, dovrebbe essere un numero gigantesco, quasi infinito. Eppure le osservazioni astronomiche raccontano tutt’altra storia. Il valore reale è incredibilmente piccolo. Se fosse grande quanto previsto dalla teoria, galassie, stelle, pianeti e la vita stessa non sarebbero mai potuti esistere. Qualcosa, insomma, tiene a bada quell’energia. Ma cosa?

Quando la topologia dello spaziotempo protegge l’universo

Il team guidato dal fisico Stephon Alexander, insieme ai colleghi Aaron Hui e Heliudson Bernardo, ha trovato una somiglianza matematica sorprendente tra un approccio alla gravità quantistica chiamato stato di Chern-Simons-Kodama e l’effetto Hall quantistico. Quest’ultimo è un fenomeno in cui la conduttanza elettrica assume valori estremamente precisi, che restano stabili anche in presenza di difetti nel materiale. Questa stabilità deriva dalla topologia, quella branca della matematica che si occupa della “forma” profonda di un sistema, non dei dettagli superficiali.

Ed è proprio qui che la faccenda si fa interessante. I ricercatori sostengono che una protezione topologica analoga agisca anche sulla costante cosmologica. Come la topologia blocca i valori della conduttanza nell’effetto Hall quantistico, così la struttura topologica dello spaziotempo potrebbe bloccare la costante cosmologica su valori stabili, impedendo alle fluttuazioni quantistiche di farla schizzare verso l’alto. Alexander lo ha spiegato con parole piuttosto chiare: tutte le perturbazioni quantistiche che dovrebbero far esplodere il valore della costante cosmologica vengono rese inerti dalla topologia, che ne mantiene la stabilità.

Da Einstein a oggi: un errore che torna protagonista

Vale la pena ricordare il viaggio turbolento di questa costante. Einstein la introdusse nelle sue equazioni della relatività generale perché credeva che l’universo fosse statico e gli serviva un termine per bilanciare la gravità. Poi Edwin Hubble scoprì nel 1929 che l’universo si stava espandendo, e quel termine sembrò inutile. Einstein lo rimosse, definendolo il suo errore più grande. La costante cosmologica sparì dai radar per decenni, fino al 1998, quando gli astronomi scoprirono che l’espansione dell’universo sta addirittura accelerando. A quel punto il vecchio “errore” tornò prepotentemente in gioco.

Alexander sottolinea che c’è ancora molta strada da fare prima di poter confermare definitivamente questa spiegazione topologica. Però i risultati rappresentano un passo significativo, e rafforzano la credibilità dello stato di Chern-Simons-Kodama come candidato serio per una futura teoria della gravità quantistica. Come ha detto lo stesso Alexander: hanno preso qualcosa di vecchio, un approccio conservativo alla quantizzazione della gravità, e hanno scoperto qualcosa di nuovo che era sempre stato lì, nascosto sotto gli occhi di tutti.

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Una nuova teoria chiamata memoria cosmica sta facendo discutere la comunità scientifica internazionale. L’idea, sviluppata da un gruppo di ricercatori dell’Università di Leida, parte da un presupposto tanto semplice quanto rivoluzionario: l’universo non si limita a evolversi, ma registra tutto ciò che accade. Ogni evento, ogni interazione tra particelle, ogni forza che attraversa lo spaziotempo lascerebbe una traccia permanente, un’impronta quantistica conservata nel tessuto stesso della realtà. Se confermata, questa intuizione potrebbe aiutare a risolvere alcuni dei misteri più ostinati della fisica contemporanea, dalla materia oscura all’energia oscura, passando per i buchi neri.

Il framework si chiama quantum memory matrix (QMM) e poggia su un’idea ben precisa: lo spaziotempo non è liscio e continuo come ci piace immaginarlo, ma composto da minuscole “celle” discrete, ognuna capace di immagazzinare informazioni quantistiche. Ogni volta che una particella attraversa una di queste celle, o che una forza vi agisce, lo stato quantistico locale cambia leggermente. L’universo, in pratica, funzionerebbe come un gigantesco archivio cosmico.

Dal paradosso dei buchi neri alla materia oscura

Il punto di partenza è stato il famoso paradosso dell’informazione dei buchi neri. Secondo la relatività generale, tutto ciò che cade in un buco nero sparisce per sempre. Secondo la meccanica quantistica, invece, l’informazione non può essere distrutta. Un bel problema. La memoria cosmica offre una via d’uscita elegante: mentre la materia precipita nel buco nero, le celle di spaziotempo circostanti ne registrano l’impronta. Quando il buco nero evapora, quell’informazione non è perduta. Era già stata scritta nella memoria dello spaziotempo.

Ma la cosa davvero interessante è che il modello non si ferma alla gravità. I ricercatori hanno esteso il framework anche alle forze nucleari forte e debole, e persino all’elettromagnetismo. Tutto lascia tracce. E qui arrivano le conseguenze più spettacolari: gli ammassi di impronte quantistiche, secondo i calcoli, si comportano esattamente come la materia oscura. Si aggregano sotto l’effetto della gravità e spiegano il moto anomalo delle galassie senza bisogno di postulare particelle esotiche mai osservate. Quanto all’energia oscura, quando le celle di spaziotempo raggiungono la saturazione informativa, generano un’energia residua che ha la stessa forma matematica della costante cosmologica, quella forza misteriosa che sta accelerando l’espansione dell’universo.

Un universo ciclico e le prime verifiche sperimentali

Se lo spaziotempo ha una memoria finita, cosa succede quando si riempie del tutto? Secondo l’ultimo studio del gruppo, accettato per la pubblicazione sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, la risposta è un universo ciclico. Ogni ciclo di espansione e contrazione deposita entropia nel registro cosmico. Quando la capacità informativa viene raggiunta, l’universo non collassa in una singolarità ma “rimbalza”, dando il via a un nuovo ciclo. I calcoli suggeriscono che siamo già al terzo o quarto ciclo, con meno di dieci ancora da percorrere. L’età informativa reale del cosmo sarebbe quindi di circa 62 miliardi di anni, non i 13,8 miliardi del ciclo attuale.

E non si tratta solo di speculazione teorica. Parti del modello QMM sono già state testate su computer quantistici reali, trattando i qubit come piccole celle di spaziotempo. I protocolli di impronta e recupero hanno restituito gli stati quantistici originali con un’accuratezza superiore al 90%. Un risultato che, oltre a validare parzialmente la teoria, potrebbe avere ricadute pratiche nella riduzione degli errori logici dei computer quantistici. Che la memoria cosmica si riveli la risposta definitiva o solo un tassello del puzzle, una cosa è certa: l’idea che l’universo sia anche memoria, e che ogni istante della storia cosmica sia ancora scritto da qualche parte, è una di quelle possibilità che cambiano il modo di guardare tutto quanto.

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Le gravastelle, o gravastar, sono uno di quei concetti che sembrano usciti da un romanzo di fantascienza. Eppure un nuovo studio teorico della Goethe University di Francoforte propone qualcosa di straordinario: quando una stella massiccia collassa, potrebbe non trasformarsi in un buco nero. Potrebbe invece dare vita a un minuscolo nuovo universo al proprio interno. Sì, avete letto bene. Un universo dentro una stella.

Per capire la portata di questa idea bisogna fare un passo indietro. Le stelle più grandi, quelle davvero enormi, producono luce e calore grazie alla fusione nucleare. A un certo punto però il carburante finisce. Quando succede, la pressione che teneva tutto in equilibrio non basta più a contrastare la gravità, e la stella inizia a collassare su se stessa. Secondo la teoria classica, tutta quella massa viene compressa in un punto infinitamente piccolo, la famosa singolarità. Nasce così un buco nero. Il problema è che la singolarità, per quanto accettata dalla comunità scientifica, resta un concetto pieno di contraddizioni. Come può una massa pari a miliardi di soli stare in un punto senza dimensione? Le leggi della fisica, a quel livello estremo, semplicemente smettono di funzionare in modo affidabile.

L’alternativa ai buchi neri: cosa sono le gravastar

Ed è qui che entrano in gioco le gravastar. Questi oggetti ultracompatti sarebbero densi e massicci quasi quanto i buchi neri, quindi difficilissimi da distinguere osservativamente. La differenza fondamentale? Non avrebbero né una singolarità né un orizzonte degli eventi. Sotto i loro strati esterni di materia ordinaria, sarebbero riempiti di energia oscura, quella forza misteriosa che nell’universo su larga scala spinge tutto ad espandersi. Questa energia produrrebbe una pressione verso l’esterno capace di contrastare la gravità e impedire il collasso totale. Un’idea elegante, che risolve parecchi grattacapi teorici. Ma fino a poco tempo fa nessuno era riuscito a spiegare come una gravastar potesse effettivamente formarsi.

Un mini Big Bang dentro una stella che muore

Qui arriva la svolta. I fisici teorici Daniel Jampolski e il professor Luciano Rezzolla hanno proposto quella che descrivono come la prima soluzione dinamica alle equazioni della Relatività Generale di Einstein che spiega la formazione di una gravastar. Secondo il loro lavoro, pubblicato su Physical Review D nel giugno 2026, il collasso di una stella massiccia potrebbe innescare la nascita di un universo in miniatura all’interno della materia stessa che sta collassando. Questo nuovo universo non sarebbe poi così diverso dal Big Bang che ha dato origine al nostro cosmo. L’energia oscura guiderebbe la sua espansione, spingendo verso l’esterno e opponendosi alla gravità. Il risultato sarebbe un equilibrio stabile tra la materia stellare in caduta e l’universo interno in espansione. Ecco la gravastar.

Jampolski, che ha sviluppato la soluzione durante la sua tesi magistrale, spiega che il Big Bang di questo universo emergente può verificarsi quando la stella ha già quasi raggiunto il punto di diventare un buco nero. La materia compressa a densità così estreme potrebbe dare origine a fenomeni fisici completamente nuovi. Rezzolla, dal canto suo, tiene a precisare una cosa importante: cercare alternative ai buchi neri non significa metterli in discussione. I buchi neri restano la soluzione più naturale e semplice al destino del collasso gravitazionale. Ma la scienza, per sua natura, deve esplorare anche le interpretazioni più esotiche. La storia insegna che non è raro che quelle che oggi sembrano idee bizzarre diventino domani la nuova ortodossia.

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La energia oscura non è un’illusione. Dopo mesi di dibattito acceso nella comunità scientifica, una nuova ricerca ha messo a tacere i dubbi: l’espansione accelerata dell’universo è reale, solida e confermata dai dati. Chi sperava in un ribaltone cosmologico dovrà pazientare.

Tutto era partito alla fine del 2025, quando un gruppo di astronomi aveva pubblicato uno studio piuttosto provocatorio. La tesi era che le prove a sostegno dell’energia oscura, quella forza misteriosa che secondo i modelli attuali spinge l’universo a espandersi sempre più velocemente, si stessero indebolendo. Anzi, secondo quei ricercatori, l’accelerazione cosmica poteva essere addirittura un errore di misurazione. Un abbaglio. Qualcosa che aveva a che fare con il modo in cui vengono analizzate le supernovae di tipo Ia, quelle esplosioni stellari brillantissime usate come “righelli cosmici” per misurare le distanze nell’universo.

La comunità scientifica, com’è giusto che sia, ha preso sul serio quella sfida. E la risposta è arrivata dall’Università di Southampton, con uno studio pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Tra gli autori figurano anche due premi Nobel per la fisica: il professor Adam Riess e il professor Brian Schmidt, che nel 2011 vinsero il Nobel proprio per aver scoperto l’accelerazione dell’espansione cosmica insieme a Saul Perlmutter.

Dove stava l’errore, allora?

Il team di Southampton, guidato dal dottor Phil Wiseman, ha riesaminato i dati con attenzione chirurgica. E ha trovato che lo studio del 2025 conteneva alcuni problemi metodologici significativi. Il primo: gli autori avevano trattato l’età della galassia ospite come se fosse la stessa età della stella esplosa come supernova. Che è un po’ come dire che l’età di una città corrisponde all’età di chi ci vive. Non funziona così.

Il secondo problema riguardava la mancata correzione per la massa delle galassie ospiti, un passaggio che nella cosmologia moderna è ormai prassi consolidata per ottenere misurazioni affidabili. Senza quella correzione, i risultati finivano inevitabilmente fuori strada.

Wiseman ha spiegato che la controversia nasceva da un fraintendimento dei dati, non da un problema con l’universo in sé. Le misurazioni precedenti, quelle già accettate dalla comunità scientifica, erano corrette. Il professor Riess ha aggiunto una considerazione che suona quasi come un principio guida: le affermazioni straordinarie richiedono verifiche particolarmente rigorose. E quando si calibrano le supernovae tenendo conto dei diversi ambienti e delle diverse popolazioni stellari, le prove dell’accelerazione cosmica restano notevolmente coerenti.

Un mistero ancora aperto, ma su basi solide

Attenzione però: il fatto che l’energia oscura esista non significa che la si comprenda davvero. Come ha sottolineato il professor Mark Sullivan, sempre dell’Università di Southampton, mettere in discussione le idee consolidate è una parte essenziale del progresso scientifico. Lo studio contestato, pur essendosi rivelato errato nelle conclusioni, ha comunque aperto nuove prospettive su come le supernovae esplodono e su come si possano affinare le misurazioni future.

Il coautore Brodie Popovic ha raccontato che il progetto è stato anche l’occasione per tornare a esaminare le assunzioni su cui si regge la cosmologia moderna. Il risultato? Sì, quelle assunzioni reggono. Gli strumenti di misura funzionano e ne viene tenuto conto nei calcoli cosmologici.

Resta il grande interrogativo di fondo: sapere che l’universo accelera è una cosa, capire perché lo fa è tutt’altra storia. L’energia oscura rappresenta circa il 68% del contenuto energetico dell’universo, eppure la sua natura rimane uno dei misteri più profondi della fisica. Almeno ora, però, la ricerca può concentrarsi sulla domanda giusta: non se esista, ma cosa sia davvero.

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Lo spaziotempo è probabilmente il concetto più citato e meno compreso della fisica moderna. Tutti ne parlano, dai divulgatori scientifici agli sceneggiatori di Hollywood, eppure una nuova analisi filosofica suggerisce che forse nessuno sa davvero cosa significhi dire che lo spaziotempo “esiste”. Il punto è semplice, quasi imbarazzante: potremmo aver confuso due cose molto diverse, cioè il fatto che qualcosa esista e il fatto che qualcosa accada. E questa confusione, secondo il filosofo e astronomo Daryl Janzen dell’Università del Saskatchewan, sta generando un pasticcio concettuale enorme attorno alla nostra idea di realtà.

Partiamo dalle basi. La teoria della relatività di Albert Einstein ha unito spazio e tempo in un’unica struttura a quattro dimensioni. Fin qui tutto bene. Ma da lì in poi le interpretazioni si sono moltiplicate. Una delle più popolari è quella del cosiddetto universo a blocco, o “block universe”: l’idea che passato, presente e futuro coesistano tutti insieme, come pagine già scritte di un libro che nessuno sta sfogliando. In questa visione, il tempo non scorre davvero. Non c’è un “adesso” privilegiato. Tutto semplicemente è, in modo atemporale.

Suona affascinante, ma qui si nasconde il problema. Se tutto esiste già, in che senso lo spaziotempo stesso esiste? E soprattutto: esiste come un oggetto concreto oppure è solo un modo elegante per catalogare gli eventi?

La differenza tra esistere e accadere

Janzen propone un esperimento mentale piuttosto efficace. Si pensi a un elefante nella stanza. Quell’elefante esiste: ha una durata nel tempo, occupa spazio, lo si può osservare. La fisica descrive la sua storia come una “linea di mondo” quadridimensionale, cioè la traccia che il suo percorso lascia nello spaziotempo. Ora si immagini invece un elefante che appare per un istante e poi svanisce, come un fotogramma isolato. Quell’elefante non esiste nel senso comune del termine: accade. È un evento, non un oggetto.

Ecco il punto critico. L’eternismo, la posizione filosofica dietro l’universo a blocco, tratta l’intero spaziotempo come qualcosa che esiste. Ma per farlo, serve implicitamente un’altra dimensione temporale, una sorta di “tempo esterno” in cui lo spaziotempo possa esistere come l’elefante nella stanza. E questo ci porterebbe a un modello a cinque dimensioni, con due assi temporali, che va oltre qualsiasi fisica attualmente consolidata.

È un po’ come voler descrivere una canzone dicendo che esiste tutta insieme, senza che nessuno la suoni o la ascolti. Funziona come metafora, ma crolla appena si cerca di prenderla alla lettera.

Dalla scienza alla fantascienza (e ritorno)

Questa ambiguità non resta confinata nei dipartimenti di filosofia. Si riversa nella cultura popolare e nel modo in cui il grande pubblico pensa al viaggio nel tempo. In “Terminator” (1984), la linea temporale è fissa: tutto è già scritto. In “Avengers: Endgame” (2019), i personaggi modificano il passato, suggerendo un universo a blocco che però cambia. Entrambi i film danno per scontato che il passato e il futuro siano “lì”, pronti per essere visitati. Ma nessuno si chiede che tipo di esistenza questo implichi.

E la questione non è solo accademica. Come si interpreta lo spaziotempo influenza direttamente il modo in cui la scienza affronta le grandi sfide aperte, a partire dal tentativo di riconciliare la relatività generale con la meccanica quantistica. Le equazioni di Einstein funzionano ancora perfettamente, nessuno lo mette in discussione. Ma il significato che si attribuisce a quelle equazioni conta eccome, soprattutto quando si cerca di costruire una teoria unificata.

Il filosofo Ludwig Wittgenstein avvertiva che i problemi filosofici nascono quando “il linguaggio va in vacanza”. Forse la fisica, con tutto il suo rigore matematico, ha lasciato che alcune parole fondamentali facessero le valigie senza che nessuno se ne accorgesse. Capire cosa sia davvero lo spaziotempo non è un esercizio astratto: è una domanda su che tipo di mondo pensiamo di abitare.

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La teoria delle stringhe potrebbe non essere solo un elegante esercizio matematico. Un gruppo di fisici del Caltech, della New York University e dell’Institut de Fisica d’Altes Energies di Barcellona ha scoperto qualcosa di piuttosto sorprendente: partendo da poche regole semplicissime sul comportamento delle particelle, le equazioni hanno prodotto da sole le caratteristiche distintive della teoria delle stringhe. Senza che nessuno le avesse inserite dall’inizio. Come a dire che l’universo, in qualche modo, “vuole” che le stringhe esistano.

Per capire di cosa parliamo, facciamo un passo indietro. Se si potesse dividere una mela in pezzi sempre più piccoli, si arriverebbe alle molecole, poi agli atomi, poi alle particelle subatomiche come protoni, quark e gluoni. Ma secondo la teoria delle stringhe, il viaggio non finisce lì. A scale circa un miliardo di miliardi di volte più piccole di un protone, tutto potrebbe essere fatto di minuscole stringhe vibranti. Una proposta nata negli anni Sessanta per risolvere uno dei rompicapi più ostinati della fisica: mettere d’accordo la meccanica quantistica con la relatività generale di Einstein. Due teorie che funzionano benissimo ciascuna nel proprio campo, ma che litigano furiosamente quando si prova a combinarle.

Il problema pratico, però, è sempre stato enorme. Per testare direttamente la teoria delle stringhe servirebbero energie talmente estreme da richiedere un acceleratore di particelle grande quanto una galassia. E qui entra in gioco un approccio diverso.

Il metodo bootstrap: partire dal quasi nulla

Dato che gli esperimenti diretti sono fuori portata con la tecnologia attuale, i fisici hanno adottato una strategia chiamata bootstrap. Invece di partire da un modello teorico dettagliato, si stabiliscono pochi principi generali che la natura dovrebbe rispettare e si lascia che le leggi emergano da sole.

Nello studio intitolato “Strings from Almost Nothing”, pubblicato su Physical Review Letters nel maggio 2026, i ricercatori hanno applicato proprio questa strategia. Partendo da un paio di ipotesi sul modo in cui le particelle si disperdono durante le collisioni, sono arrivati alle caratteristiche fondamentali della teoria delle stringhe. “Le stringhe sono semplicemente saltate fuori”, racconta Clifford Cheung, professore di fisica teorica al Caltech. “Non avevamo fatto alcuna ipotesi sulle stringhe, eppure la soluzione conteneva le loro firme distintive.”

Tra i risultati più importanti c’è la ricomparsa spontanea del cosiddetto spettro delle stringhe, quella famosa “torre infinita” di particelle scoperta alla fine degli anni Sessanta da Gabriele Veneziano al CERN. Le particelle si presentavano in una sequenza ordinata, con massa e spin che crescevano a intervalli regolari. Un po’ come le armoniche di una corda di violino pizzicata: un tono principale e una serie di overtoni. La teoria delle stringhe propone che le particelle nascano esattamente da schemi vibrazionali simili.

Perché questa scoperta conta davvero

Lo studio non dimostra la teoria delle stringhe in modo sperimentale, va detto chiaramente. Ma il punto è un altro. Come spiega Cheung, tra tutte le soluzioni matematiche possibili, i calcoli hanno puntato verso una sola direzione. È un po’ come risolvere un sudoku: si parte da poche regole e si arriva a un’unica soluzione. I ricercatori hanno usato due ipotesi di partenza: la proprietà chiamata “ultrasoftness”, per cui a energie altissime le stringhe distribuiscono le interazioni evitando le infinità matematiche che affliggono la relatività generale, e una condizione detta “minimal zeros”, che limita i punti in cui le probabilità di scattering si annullano.

“I dettagli precisi della teoria delle stringhe sono emersi automaticamente”, conferma Grant N. Remmen della NYU, coautore dello studio. “Compresa la torre infinita di particelle massive rotanti che formano le armoniche della stringa.”

Quello che rende tutto ancora più affascinante è l’ironia storica della faccenda. L’approccio bootstrap era considerato superato da decenni, un’idea retro degli anni Sessanta portata avanti da pionieri come Steven Frautschi del Caltech e Geoffrey Chew di Berkeley. Ora torna in auge con strumenti moderni e una comprensione più profonda. Come nota Hirosi Ooguri, anche lui al Caltech, oggi si dispone di tecniche molto più potenti per tradurre ipotesi di base in proprietà osservabili. La teoria delle stringhe, insomma, continua a trovare modi inaspettati per farsi notare.

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