Stephen Hawking credeva in Dio?



Per Hawking, “chiedersi se Dio esiste è una domanda del tutto legittima per la scienza: in fin dei conti, è difficile pensare a un mistero più importante o più fondamentale di quello su chi o che cosa abbia creato e controlli l’universo”. Ma il celebre fisico come affrontava le grandi domande metafisiche?


In copertina e nel testo: Leonardo Cremonini, Senza titolo (1968)Asta a tempo pananti 

di Roberto Paura

“Un fisico non può permettere che i suoi calcoli vengano confusi dalla fede in un creatore soprannaturale”

“Sembra più un argomento contro i fisici che contro Dio”

(Stephen Hawking e Jane Wilde in La teoria del tutto, 2014)

Quante volte si sarà sentito ripetere quella domanda: “Lei crede in Dio?”: avendo scelto come tema principale della sua ricerca scientifica il problema dell’origine dell’universo, Stephen Hawking doveva essere consapevole che quella domanda l’avrebbe rincorso per tutta la vita. Non l’ha mai evitata o aggirata, ad essere sinceri. Anzi, nel libro postumo Le mie risposte alle grandi domande, che egli eredi di Hawking hanno curato attingendo all’archivio di materiali prodotti dal grande scienziato nel corso degli ultimi anni della sua vita, la domanda “Esiste un Dio?” è la prima delle dieci grandi domande a cui Hawking risponde. Effetto, certamente, della pressione dei media. Quando fu pubblicato il suo libro Il grande disegno, il Guardian (e non il Times, come ricorda erroneamente Hawking) se ne uscì con un articolo in prima pagina dal titolo Stephen Hawking says universe not created by God. Era la vigilia della visita di Benedetto XVI nel Regno Unito, e qualche inglese pensò di accoglierlo così (peraltro, lo scandalo pedofilia aveva già pesantemente incrinato il prestigio del suo controverso pontificato). Nel film La teoria del tutto, il biopic uscito nel 2014 tratto dall’autobiografia di Jane Wilde, prima moglie dello scienziato, il contrasto tra scienza e fede è uno dei temi centrali della narrazione; “Stephen sta cercando un’unica teoria che spieghi tutte le forze dell’universo e quindi Dio deve morire”, riassume Jane all’amico (e futuro marito) Jonathan. “Io, però, non ce l’ho affatto con Dio. Non voglio che si pensi che il mio lavoro miri a dimostrare o confutare l’esistenza di Dio”, è la difesa contenuta nel suo Le mie risposte alle grandi domande. Il che è vero: se, nelle sue ricerche, il buon vecchio Dio “creatore del cielo e della terra” si è ritrovato senza molto da fare, è stato solo un inevitabile corollario degli sviluppi della cosmologia e della fisica teorica. Ma la cosmologia e la fisica teorica partono da un assunto che noi oggi diamo per scontato, benché non lo fosse solo pochi secoli fa. Per dirla con lo stesso Hawking: “Noi sosteniamo che è possibile rispondere a quelle domande [“perché siamo qui? Da dove veniamo?”] rimanendo esclusivamente nell’ambito della scienza, e senza invocare alcun essere divino”. Persino Isaac Newton, di cui Hawking ereditò la cattedra lucasiana di matematica a Cambridge, pur essendo una persona profondamente religiosa non si fece influenzare da nessun principio teista nella sua impresa scientifica; se lo avesse fatto, osserva Hawking, “non avrebbe scoperto la legge della gravità”. A conti fatti, lo scienziato ritiene di essere riuscito nel suo intento: le sue teorie dimostrerebbero che l’esistenza di un Dio creatore è un’ipotesi non necessaria, dato che l’origine dell’universo può essere spiegata senza postulare un intervento divino. Ma allora, Hawking ha dimostrato scientificamente che Dio non esiste?

“C’è ancora posto per un creatore?”

All’epoca in cui Stephen Hawking cominciò la sua attività di ricerca, nell’ottobre 1962, come dottorando all’Università di Cambridge, la cosmologia era di fatto una disciplina inesistente. Il suo supervisore, Dennis Sciama, condivideva con il ben più noto astronomo Sir Fred Hoyle (a cui Hawking aveva sperato di essere assegnato) la teoria dello stato stazionario dell’universo, una concezione secondo cui il cosmo sarebbe sempre esistito, senza alcun inizio nel tempo, compensando l’espansione già dimostrata dalle osservazioni di Edwin Hubble negli anni ’20 con una continua creazione di nuova materia nel vuoto. Tale meccanismo di creazione continua, date le enormi dimensioni dell’universo, sarebbe stato pressoché inavvertibile con i mezzi ordinari, benché la teoria dello stato stazionario, in quanto teoria scientifica empiricamente testabile, forniva delle predizioni che potevano essere falsificate (nel senso popperiano del termine). Sebbene Hawking condividesse con i suoi autori l’assunto filosofico di fondo dello stato stazionario, ossia la possibilità di fare a meno di un “momento della creazione”, i tentativi del gruppo di Hoyle di ridefinire la teoria della relatività generale alla luce di questa nuova teoria cosmologica non lo convinsero. Nel giugno 1964, durante un simposio, criticò pubblicamente la teoria di Hoyle, provocando l’ostilità del grande scienziato. La sua tesi di dottorato, dal titolo Properties of Expanding Universes (“Proprietà di universi in espansione”), discussa nel marzo 1966, proponeva una situazione ben diversa: una singolarità all’inizio del tempo. Il concetto di singolarità era stato proposto in quello stesso periodo da Roger Penrose, un giovane fisico che aveva studiato a sua volta con Sciama, per spiegare l’esito del collasso gravitazionale di stelle molto massicce. Secondo Hawking, il concetto di singolarità nel tessuto spazio-temporale prodotta dal collasso di una stella massiva (ciò che poi sarebbe diventato noto con il termine “buco nero”) poteva essere applicato anche all’universo, immaginando che, invertendo la freccia del tempo cosmologica, esso avesse avuto inizio in un istante in cui la materia, concentrata in un solo punto, avrebbe posseduto una densità infinita. Nella sua tesi di dottorato, egli dimostrava che un universo spazialmente infinito avrebbe necessariamente contenuto delle singolarità al proprio interno, ma solo in caso di un’espansione infinita priva di collasso (diversamente, quindi, dai modelli cosmologici chiusi). Era una prima smentita del modello dello stato stazionario, che Hawking ampliò nell’articolo firmato insieme a Roger Penrose nel 1970 dal titolo The Singularities of Gravitational Collapse and Cosmology, nel quale i due provarono matematicamente che una singolarità si cela anche all’inizio della storia dell’universo. In realtà, come lo stesso Hawking ha ammesso, “che l’universo possa aver avuto origine in una singolarità era un’idea che non entusiasmava né me né molti altri fisici”. Per esempio, nello stesso periodo in cui preparava la sua tesi di dottorato, i fisici sovietici Evgenij Lifšic e Isaac Chalatnikov proposero un modello cosmologico ciclico, con un rimbalzo della materia al termine di una fase di contrazione, al quale farebbe seguito una nuova fase espansiva. Questo modello, ricordava Hawking, “piacque in modo particolare al materialismo dialettico marxista-leninista, perché permetteva di evitare scomode domande sulla creazione dell’universo”. E non c’è dubbio che i teorici dello stato stazionario fossero mossi dalla motivazione filosofica di ritornare alla concezione aristotelica di un universo senza inizio né fine, opposto all’universo creato ex nihilo (“dal nulla”) della concezione giudaico-cristiana. Se il mondo fosse descrivibile unicamente in termini di relatività generale, spiega Jane a Jonathan in La teoria del tutto, davanti agli occhi di un divertito Hawking, “allora è facile, si risale a un preciso inizio, come un tempo fece Stephen, un momento di creazione. Alleluia, Dio esiste!”. I facili fraintendimenti intorno al concetto di “singolarità” hanno probabilmente ugualmente entusiasmato i credenti in un universo creato in un momento preciso del tempo (l’istante t0), all’interno di una singolarità in cui si nasconderebbe lo stesso Dio. Ma Hawking, e i fisici teorici con lui, non la vedevano in questo modo. “Singolarità” sta a intendere, nel loro linguaggio, un punto dello spazio-tempo in cui le leggi della fisica conosciute cessano di essere valide e non è più possibile fare predizioni su ciò che si cela al di là di tali punti. Le singolarità al centro dei buchi neri, così come la singolarità all’inizio dell’universo, costituiscono limiti invalicabili alla teoria della relatività generale. Ma era ben noto, già negli anni Sessanta, che la fisica moderna si trovava di fronte al dilemma di due paradigmi teorici inconciliabili, vale a dire la relatività generale valida su scale macroscopiche e cosmologiche, e la meccanica quantistica valida solo su scala atomica e subatomica. Le singolarità, in quanto punti di dimensioni spazialmente minime, rappresentano fisicamente il limite del regime di validità della fisica relativistica e l’inizio di quello quantistico. L’applicazione della meccanica quantistica ai problemi cosmologici rappresentava pertanto la naturale tappa successiva della ricerca: le singolarità, in sostanza, dimostrerebbero semplicemente l’esigenza di una nuova teoria di gravità quantistica in grado di descrivere ciò che avviene in quei punti, senza ricorrere a “scatole nere” nel quale, sul piano teologico, il concetto di Dio può ritornare sotto forma di un banale deus ex machina che agisce allorquando le leggi fisiche perdono validità. Hawking iniziò a lavorare a estensioni semi-classiche della teoria della relatività (in grado quindi di incorporare anche alcuni aspetti quantistici) negli anni Settanta, attraverso la teoria quantistica dei campi, approfondendo il problema dei buchi neri, giungendo alla celebre scoperta della “radiazione di Hawking” e della conseguente evaporazione dei buchi neri, la quale a sua volta pone il complesso problema della perdita d’informazione su cui il dibattito in fisica è ancora molto aperto. Poco a suo agio con il formalismo della meccanica quantistica, occorse a Hawking parecchio tempo per padroneggiarlo in modo sufficientemente adeguato da applicare queste prime soluzioni anche alla singolarità all’inizio del tempo. Durante alcuni periodi di ricerca trascorsi negli Stati Uniti, prima al California Institute of Technology e poi all’Institute for Theoretical Physics di Santa Barbara, iniziò a lavorare col fisico teorico James Hartle, utilizzando la nozione di “tempo immaginario” per analizzare i meccanismi dell’emissione di particelle dai buchi neri. La nozione di “tempo immaginario” serve a semplificare i calcoli matematici relativistici nella teoria quantistica dei campi, perché di fatto trasforma la quarta dimensione, quella del tempo, in una dimensione spaziale aggiuntiva, un approccio definito “euclidizzazione”. L’aggettivo “immaginario” dipende dal fatto che con questo approccio il tempo è calcolato in termini di numeri immaginari, composti di numeri reali e di multipli dell’unità immaginaria i, che rappresenta la radice quadrata di -1: questo tipo di numeri è comunemente utilizzato nei calcoli di meccanica quantistica. Quando il tempo diventa una dimensione spaziale extra, le singolarità scompaiono. In tal modo si poteva spiegare il bizzarro comportamento dei buchi neri e la loro entropia; non solo: come Hawking intuì, estendendo lo stesso approccio alla singolarità all’inizio dell’universo, si poteva risolvere il problema dell’istante t0. La nozione di tempo immaginario utilizzata da Hawking si rendeva necessaria nei calcoli della somma sulle storie, un procedimento introdotto da Richard Feynman per effettuare i calcoli delle interazioni tra particelle considerando l’indeterminismo caratteristico della meccanica quantistica. Inizialmente definito da Feynman “integrale sui cammini”, l’approccio fu ribattezzato “somma sulle storie” dal suo mentore John Wheeler, che aveva un innato talento di copywriter. I cammini, o le storie, definiscono le innumerevoli e potenziali  interazioni diverse che le particelle possono assumere passando da uno stato A uno stato B (per esempio, da un punto di emissione di un neutrino, il Sole, a un punto di assorbimento, un rilevatore posto in laboratorio). Il principio d’indeterminazione vuole che tutte le “storie” potenziali di una particella siano possibili finché non viene effettuata una misurazione. Feynman prese alla lettera questa ipotesi, introducendo un metodo di calcolo in cui tutte le storie diverse di una particelle vengono pesate in termini di probabilità e quindi sommate, rendendo il cammino più evidente osservato in laboratorio (dato dal principio di minima azione) quello decisamente più probabile. La somma sulle storie, ragionò Hawking (ma ci era arrivato prima Wheeler), poteva applicarsi a ogni sistema quantistico, sia nel caso di una singola particella subatomica che dell’intero universo, se immaginato in uno stato di sovrapposizione quantistica nella singolarità iniziale. Un elemento essenziale, per la somma sulle storie, è infatti rappresentato dalle condizioni iniziali dello stato, le “condizioni al contorno”. Applicando il problema su scala cosmologica, la domanda diventa quindi: quali sono le condizioni al contorno dell’universo? Per definirle, dovremmo conoscere lo stato dell’universo nell’istante t0. Ma se si effettua un’operazione di euclidizzazione per trasformare il tempo in una quarta dimensione spaziale, come avviene nei calcoli della somma sulle storie, l’istante t0 sparisce. Non c’è un inizio dell’universo, per cui non è possibile definirne le condizioni al contorno. Il modello di Hartle-Hawking è quindi caratterizzato dall’assenza di condizioni al contorno dell’universo. Tale proposta fu presentata per la prima volta in un’occasione molto particolare: il convegno su cosmologia e fisica fondamentale organizzato dall’Accademia Pontificia delle Scienze in Vaticano, nell’autunno 1981. Hawking era già stato in Vaticano nel 1975 per ricevere la prestigiosa Medaglia d’oro Pio XI, e in quell’occasione era stato inizialmente tentato di rifiutare, giungendogli la notizia del premio proprio quando, insieme ai suoi figli, aveva guardato con loro in televisione un episodio della serie divulgativa The Ascent of Man dedicato al processo di Galileo. Tuttavia, riconobbe che in fin dei conti la Chiesa aveva da allora cambiato le sue idee su Galileo e la scienza, e in quell’occasione conobbe Paolo VI. Al termine del convegno del 1981, i partecipanti furono ricevuti da Giovanni Paolo II, il quale, secondo la ricostruzione dello stesso Hawking, “ci disse che era giustissimo studiare l’evoluzione dell’universo dopo il big bang, ma che non dovevamo cercare di penetrare i segreti del big bang perché quello era il momento della Creazione e quindi l’opera stessa di Dio” (la frase precisa del papa fu: “Tutte le ipotesi scientifiche sull’origine del mondo, come quella di un atomo primitivo dal quale deriverebbe l’insieme dell’universo fisico, lascia[no] aperto il problema concernente l’inizio dell’universo. La scienza da sola non può risolvere una simile questione: occorre sapere che l’uomo si eleva al di sopra della fisica e dell’astrofisica e questo si chiama metafisica; occorre soprattutto riconoscere ciò che ha origine dalla rivelazione di Dio”). Era evidente, continuava Hawking, che il papa non conoscesse il contenuto della sua relazione a quel convegno, nel quale invece l’idea di identificare il Big Bang con la singolarità iniziale, e quindi – sul piano teologico – con il momento del fiat lux, veniva messa in discussione. Il modello cosmologico di Hartle-Hawking, infatti, prevede uno spazio-tempo finito ma privo di una singolarità al suo limite, esattamente come la superficie della Terra, che è finita ma non ha un confine. In questa concezione, chiedersi cosa ci sia prima del Big Bang è come chiedersi cosa ci sia a sud del Polo Sud: il Big Bang non assume più l’aspetto di una singolarità iniziale da cui il tempo emerge, ma un punto in uno spazio-tempo privo di contorni. È importante comunque ricordare che quella di Hawking non è che una proposta teorica. Il tempo immaginario, impiegato dai fisici teorici come “trucco” per semplificare i calcoli, assume in questa proposta un significato ontologico: come lo stesso Hawking suggeriva, nella sua proposta è possibile che “quello che chiamiamo tempo immaginario sia in realtà più fondamentale, e che quello che chiamiamo reale sia solo un’idea inventata da noi come ausilio nella descrizione dell’universo quale pensiamo che sia”. Indubbiamente, la soluzione del problema della singolarità possedeva, per Hawking, anche il vantaggio supplementare di salvaguardare i presupposti filosofici anti-teistici su cui si basava la vecchia teoria dello stato stazionario. Come scrisse infatti nel suo bestseller Dal Big Bang ai buchi neri: “Finché l’universo ha avuto un inizio, noi possiamo sempre supporre che abbia avuto un creatore. Ma se l’universo è davvero autosufficiente e racchiuso in se stesso, senza un confine o un margine, non dovrebbe avere né un principio né una fine: esso, semplicemente, sarebbe. Ci sarebbe ancora posto, in tal caso, per un creatore?”.

“Dio non avrebbe alcuna libertà”

L’applicazione del metodo della somma sulle storie di Feynman allo studio cosmologico implica l’abbandono dell’idea tradizionale secondo cui il nostro universo non è che l’unico possibile. Così come una particella può compiere, nella teoria quantistica, tutte le possibili traiettorie necessarie per raggiungere un determinato punto (per esempio, un fotone emesso dalla lampada sulla mia scrivania potrebbe fare parecchie volte il giro intorno a Venere prima di colpire la mia retina, benché questa sia una traiettoria molto improbabile), analogamente l’universo può avere parecchie “storie” diverse se non esiste uno stato iniziale. Per ottenere lo stato attuale dell’universo, bisogna sommare tutte le possibili storie che soddisfano la condizione di assenza di contorno e conducono all’universo osservabile. Secondo Hawking, che qui segue l’interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica teorizzata da Hugh Everett, la maggior parte di queste storie “corrisponde ad altri universi”. Il meccanismo che rende possibile la creazione di altri universi è l’inflazione. Hawking iniziò a interessarsi alla teoria dell’inflazione fin dalle sue prime proposte a opera dell’americano Alan Guth e del sovietico Andrei Linde. Nel corso di un convegno a Mosca nell’ottobre 1981, Hawking criticò l’originaria idea dell’inflazione – secondo cui, all’inizio dell’universo, si sarebbe verificata una brevissima fase di espansione a ritmi esponenziali (“inflazionari”), grazie alla quale l’universo avrebbe assunto la sua conformazione attuale – che, a suo dire, non era in grado di dar conto dell’universo osservabile. Si interessò invece alla nuova inflazione di Linde, che aveva però diversi svantaggi, tra cui quello di non prevedere una via di uscita, dando vita a un meccanismo inflativo eterno, in grado di produrre continuamente nuovi universi-bolla dalle fluttuazioni quantistiche del vuoto. In realtà, Hawking fu tra i primi a intuire che questo svantaggio poteva tradursi in un vantaggio, una soluzione al problema posto dal principio antropico, dato dal fatto che il nostro universo presenta una serie di parametri a “calibratura fine” che, se differissero solo di poco dai valori che presentano, renderebbero l’universo inospitale alla vita. Questo problema colpì molto Hawking fin dagli albori della sua formulazione, dovuta a Brandon Carter, un collega col quale Hawking condivideva il suo ufficio a Cambridge nella metà degli anni Sessanta. Quando Carter, durante il convegno per il cinquecentenario della nascita di Copernico a Cracovia, espose per la prima volta il principio antropico nella sua attuale formulazione (1973), Hawking ascoltò con grande attenzione, sebbene il problema gli fosse ben noto dalle lunghe conversazioni con Carter negli anni precedenti. Il principio antropico poneva un serio problema al paradigma copernicano che aveva gradualmente scalzato l’Uomo – e più in generale la vita intelligente – da una posizione centrale nell’ordine cosmico. Implica, come Hawking ha rilevato, che “lo stato iniziale dell’universo dev’essere stato scelto davvero con grande cura”, la qual cosa renderebbe “molto difficile spiegare perché mai l’universo dovrebbe essere cominciato proprio in questo modo, a meno che non si veda nell’origine dell’universo l’atto di un Dio che intendesse creare esseri simili a noi”. L’interesse di Hawking per la teoria dell’inflazione nacque quindi dal suo “tentativo di trovare un modello dell’universo in cui molte configurazioni iniziali diverse potessero evolversi in qualcosa di simile all’universo presente”. Dopo aver privato l’universo di condizioni iniziali al contorno, si trattava ora di trovare un metodo per spiegare perché, se l’universo può emergere da una vasta pletora di configurazioni iniziali diverse, il risultato che vediamo oggi sia proprio questo universo con queste particolari caratteristiche. È a questo fine che Hawking propose una cosmologia top-down, opposta al modello tradizionale bottom-up: laddove, tradizionalmente, i cosmologi tentano di comprendere l’universo partendo dalla ricostruzione del suo stato iniziale (un approccio “dal basso verso l’alto”, in inglese bottom-up), Hawking propose, sulla scorta del metodo della somma sulle storie di Feynman, di partire dallo stato attuale per ripercorrere a ritroso l’evoluzione dello stato fino a ricostruirne le condizioni iniziali (un approccio dall’alto verso il basso, in inglese top-down). Grazie a questo approccio, secondo Hawking, “alcune storie saranno più probabili di altre, e la somma sarà di norma dominata da un’unica storia che inizia con la creazione dell’universo e culmina nello stato preso in considerazione”. In realtà, di per sé l’approccio top-down sviluppato da Hawking in collaborazione con Thomas Hertog, un fisico del CERN, va nella direzione proposta dal principio antropico, perlomeno nella sua accezione “debole”, che implica un effetto di autoselezione delle possibili storie dell’universo dovuta alla presenza di osservatori intelligenti in un certo punto della sua storia. L’approccio top-down ha due importanti implicazioni aggiuntive. Da un lato, rappresenta un’abdicazione di Hawking al sogno di una “teoria del tutto” che egli aveva vaticinato nel suo discorso di insediamento nella cattedra lucasiana di matematica a Cambridge, nell’aprile 1980: in quell’occasione, Hawking aveva profetizzato la fine della fisica teorica entro la fine del secolo, grazie alla scoperta di una teoria del tutto (di cui la principale candidata, all’epoca, appariva ad Hawking la supergravità N=8). Anche nel suo successivo Dal Big Bang ai buchi neri si dichiarava convinto che la fisica potesse molto presto giungere a una teoria completa. Nel suo libro Il grande disegno, scritto dopo la pubblicazione della proposta della cosmologia top-down, questa convinzione viene esplicitamente abbandonata. Egli scrive al riguardo: “Questo dev’essere deludente per coloro che speravano che una teoria ultima, una teoria del tutto, avrebbe determinato la natura della fisica di tutti i giorni. Invece non possiamo predire caratteristiche discrete come il numero delle dimensioni spaziali grandi o lo spazio interno che determina le grandezze fisiche che si osservano (per esempio, la massa e la carica dell’elettrone e di altre particelle elementari). Ma possiamo usare quei numeri per selezionare le storie che contribuiscono alla somma di Feynman”. L’altra implicazione consiste nell’abbracciare una concezione che sostituisce, alla tradizionale idea dell’esistenza di un unico universo, quella del multiverso. Hawking giunse a questa convinzione gradualmente, a partire dalla necessità di risolvere il dilemma posto dal principio antropico. Già l’inflazione caotica eterna di Linde, suggerendo la possibilità di una continua creazione di universi-bolla a partire dalle fluttuazioni quantistiche del campo scalare dell’inflazione, andava in questa direzione. A ciò si aggiunse, nel 2003, la proposta del paesaggio cosmico di Leonard Susskind, una possibile soluzione a nuovi problemi emersi negli sviluppi della teoria delle stringhe, altra candidata a teoria del tutto (in grado di riconnettere insieme meccanica quantistica e relatività generale in un unico quadro concettuale), che però verso la fine degli anni Novanta si scontrò improvvisamente con un risultato imprevisto, l’esistenza cioè di un numero enorme di possibili soluzioni, calcolate in almeno 10500. La proposta di Susskind fu di immaginare che ciascuna di quelle soluzioni potesse descrivere universi diversi in un “paesaggio” di universi potenziali. È a questa proposta che si riferiva il titolo dell’articolo di Hawking e Hertog pubblicato nel 2006, nel quale i due scienziati presentavano la loro proposta della cosmologia top-down: Populating the Landscape, “popolare il paesaggio”. Popolare il paesaggio significava, per Hawking e Hertog, estendere l’inflazione eterna alla teoria delle stringhe: ipotizzare, cioè, che il meccanismo inflativo produca realmente tutte le diverse varietà previste nel paesaggio di Susskind, ciascuna con parametri fondamentali diversi. In tal modo, è solo l’autoselezione data dalla nostra esistenza a consentire di selezionare, tra i tanti possibili universi del multiverso, quello in cui viviamo. Come Hawking riassunse nel suo libro divulgativo Il grande disegno: “Molti scienziati credono che esista una teoria unica che spiega tali leggi oltre alle costanti fisiche di natura, come la massa dell’elettrone o la dimensionalità dello spaziotempo. Ma la cosmologia top-down implica che leggi visibili di natura siano differenti per storie diverse”. Il risultato finale di questo autentico cambio di paradigma è un multiverso nel quale è sottratto al concetto di “Creatore” qualsiasi ruolo attivo: Egli non avrebbe più nemmeno, come nella concezione del “Dio tappabuchi” che veniva salvaguardata dall’idea della singolarità, il compito di definire lo stato iniziale dell’universo. “Di conseguenza”, sintetizza Hawking nel suo postumo Le mie risposte alle grandi domande, “Dio non avrebbe alcuna libertà”.

“Perché l’universo si dà la pena di esistere?”

Dal Big Bang ai buchi neri si concludeva con una risposta precisa su come è nato l’universo, ma Hawking ammetteva di non poter rispondere al perché. Nel successivo Il grande disegno la domanda viene scomposta in tre parti: “Perché c’è qualcosa invece di nulla?”, “Perché esistiamo?” e “Perché questo particolare insieme di leggi e non altre?”. L’ultima domanda è quella per cui viene presentata la risposta più precisa: le leggi fondamentali sono date da particolari vibrazioni di stringa, a cui si aggiunge, nella teoria-M che estende, dalla fine degli anni Novanta, la teoria delle stringhe (aggiungendo, alle dieci dimensioni spaziali della teoria delle stringhe, anche un’undicesima dimensione allargata, un bulk, in cui le precedenti dimensioni sono immerse), anche particolari modi di compattificazione delle dimensioni spaziali extra. Le diverse varietà di spazio-tempo che ne derivano corrispondono a universi con leggi diverse, e in questo paesaggio popolato (reso reale dal processo inflativo eterno) esiste anche un universo con le leggi che troviamo nel nostro, in cui è possibile lo sviluppo di vita intelligente. Non è il più probabile – l’universo più probabile è un universo uniformemente denso, dove strutture complesse non possono svilupparsi – ma, in un paesaggio di 10500 dimensioni, c’è spazio per molte varietà simili alla nostra. Più complessa è la risposta di Hawking alle altre due domande. “Perché esistiamo?” è un quesito che, ne Il grande disegno, viene affrontato analizzando il celebre “Gioco della vita” sviluppato da John Conway alla fine degli anni Sessanta, che si può giocare su carta millimetrata o, più spesso oggi, in versione digitale. Nel “Gioco della vita”, a partire da poche, semplici regole, è possibile seguire l’evoluzione di un automa cellulare – vale a dire un insieme di celle su una griglia, come un foglio a quadretti – nel tempo, fino alla formazione di strutture complesse del tutto singolari. Il “Gioco della vita”, che ha alimentato nel tempo molte ricerche sui sistemi complessi e sulla possibilità di simulare la nascita e l’evoluzione della vita per via informatica, dimostrerebbe la possibilità che la vita complessa possa emergere spontaneamente da leggi basilari, estremamente semplici. Secondo Hawking, l’esempio del “Gioco della vita” di Conway “dimostra che anche un semplicissimo insieme di leggi può produrre caratteristiche complesse simili a quelle della vita intelligente”. Infine, alla domanda “Perché c’è qualcosa invece che nulla?”, che il filosofo Martin Heidegger giustamente definì “la prima di tutte le domande”, la risposta di Hawking è la “creazione spontanea” dal nulla, attraverso fluttuazioni quantistiche nel vuoto, che rendono non più necessario “appellarsi a Dio per accendere la miccia e mettere in moto l’universo”. Ma la questione è più complessa di così. La giornalista scientifica Kitty Ferguson, nella sua biografia di Hawking, osserva al riguardo che l’affermazione per cui il nulla sarebbe instabile e tenderebbe a decadere in qualcosa “implica che un certo numero di probabilità debbano già essere presenti”. Quella dell’universo spontaneamente creato dal nulla è un’affermazione che sintetizza una convinzione diffusa in buona parte della comunità dei fisici e dei cosmologi odierni, con cui si tenta di risolvere il problema della regressione infinita nella cosmologia (che cosa c’era prima del Big Bang? Cosa c’era prima dell’universo?), accennato da Hawking in apertura del suo libro Dal Big Bang ai buchi neri con l’aneddoto, diventato celebre, della signora convinta che il mondo poggi sul dorso di una tartaruga, la quale a sua volta poggia su un’altra tartaruga e così via all’infinito. Che la questione sia tuttavia ben lungi dall’essere risolta, perlomeno sul piano della filosofia della scienza, lo dimostra per esempio la critica mossa dal celebre fisico e filosofo David Albert al libro divulgativo del fisico e cosmologo Lawrence Krauss L’universo dal nulla, nel quale Krauss ha cercato di riassumere la tesi dell’universo che emerge dal nulla: gli stati di vuoto previsti dalle versioni relativistiche delle teorie quantistiche di campo non sono “nulla”, osserva Albert, ma costituiscono particolari configurazioni di materia elementare. Il vero “nulla” sarebbe costituito dall’assenza di tali campi; ma le fluttuazioni quantistiche avvengono all’interno dei campi, e se questi non ci fossero, nemmeno le fluttuazioni quantistiche potrebbero avere luogo. Allora, c’è ancora posto per un Creatore? Per rispondere a questa domanda, bisogna innanzitutto chiarire definitivamente l’idea di Dio condivisa da Stephen Hawking.  Pur essendo, a quanto raccontano i biografi, molto versato per la religione da ragazzino, vincendo anche un premio di teologia a scuola, e impegnandosi spesso in famiglia in dibattiti sull’esistenza di Dio, Hawking non ebbe mai veri dubbi al riguardo, e fu per tutta la sua vita ateo, benché la prima moglie, Jane Wilde, fosse di fede cristiana, fatto che alimentò nel corso della sua vita i suoi dibattiti sulle questioni religiose, per le quali comunque, dopo l’inizio degli studi scientifici, perse ogni interesse, come dimostrano gli aneddoti di Wilde sugli sfortunati tentativi del collega di Hawking, Don Page, cresciuto in una famiglia di missionari in una remota località dell’Alaska, di catechizzarlo a colazione durante un visiting a Cambridge in cui fu loro ospite. Hawking mutuava il concetto di Dio da quello di Albert Einstein, una concezione “spinoziana” nella quale il termine “Dio” sta a indicare le leggi di natura. In un’intervista concessa nel 1993, chiariva a tal proposito che la sua proposta dell’assenza di condizioni al contorno dell’universo “non dimostra che Dio non esiste, ma solo che agisce attraverso le leggi della fisica”. Anche nel suo ultimo libro postumo viene rimarcata questa convinzione. Ma se Dio agisce attraverso le leggi della fisica, allora non ha molto a che fare col dio onnipotente, onnisciente e personale della tradizionale giudaico-cristiana. Il filosofo Quentin Smith lo dimostra in questo modo: se le teorie di gravità quantistica dimostrano che l’ampiezza di probabilità dello stato iniziale di un universo come il nostro è pari, per esempio, al 95%, ciò è palesemente in contraddizione con l’idea di un Dio onnipotente, per il quale la probabilità di creare un universo come il nostro non può che essere il 100%. Dio darebbe vita solo a un universo molto probabile, ma ciò vorrebbe dire che egli è sottoposto alle stesse leggi da cui nasce il nostro universo. Dio quindi non sarebbe causa dell’universo, sebbene potrebbe pur sempre essere l’autore della funzione d’onda da cui l’universo emerge probabilisticamente, nella quale verrebbe inclusa una chance del 5% che l’universo in cui viviamo non emerga affatto. Smith definisce questa possibilità teismo acausale, in opposizione al teismo classico, per il quale la creazione prevede una causa extranaturale, una causa prima, come nel ragionamento tradizionale di Tommaso d’Aquino (nel quale l’esigenza di una causa prima incausata e di un “motore immobile” dell’universo è una delle cinque vie per dimostrare razionalmente l’esistenza di Dio). Eppure, si commetterebbe un errore sostenendo che le teorie di Hawking, e in generale la cosmologia e la fisica moderna, non concedano più spazio per l’esistenza di un essere divino. Già in tempi non sospetti, quelli della Scolastica, Tommaso d’Aquino affermava che la creazione non va intesa come causazione temporale, come invece fa Hawking, per il quale il fatto di non poter “individuare un tempo precedente il Big Bang per il semplice fatto che prima di esso non esisteva alcun tempo” costituisce (come scrive ne Le mie risposte alle grandi domande) una dimostrazione dell’inesistenza di un creatore, dal momento che “l’assenza di un tempo nel quale un ipotetico creatore dell’universo possa essere esistito esclude la possibilità stessa che un creatore ci sia stato”. Nella Summa Theologiae, invece, Tommaso affermò che la creazione “non è altro che una certa relazione verso il Creatore, causa del loro essere”, da cui l’idea di “creazione continua”, di un Dio che non ha creato l’universo una volta e per sempre all’inizio del tempo, ma che lo crea costantemente attraverso la “dipendenza continua e fondante di ciò che è creato dal suo Creatore”, come scrive uno dei principali esperti italiani di scienza e fede, Giuseppe Tanzella-Nitti. Per Tommaso, che come tutti i teologi e filosofi della Scolastica aveva sempre in mente Aristotele, anche un universo temporalmente infinito, senza inizio né fine, come lo immaginava Aristotele, potrebbe essere comunque un universo “creato”, il che porrebbe la questione della creazione e quindi del Dio Creatore al riparo da qualsiasi tentativo di evitare la singolarità all’inizio del tempo, come nel modello di Hartle-Hawking. Per il fisico, cosmologo e teologo gesuita William R. Stoeger, l’errore di Hawking consiste nel considerare la creatio ex nihilo una risposta alla questione dell’origine temporale, quando in realtà essa riguarda “l’origine ontologica ultima della realtà”, e più precisamente “la dipendenza ultima di ogni cosa dal Creatore”. Nella moderna teologia, la creatio ex nihilo non ha nulla a che vedere con la nascita dell’universo dal vuoto primordiale, ma con il fatto che Dio è creatore increato dell’universo, in grado di creare l’universo non dal nulla, perché in tal caso il nulla sarebbe pur sempre qualcosa, ma “senza nulla”, vale a dire senza altri agenti o agiti se non sé stesso. In questo senso, l’universo può avere avuto inizio nel tempo da una singolarità iniziale, può essere privo di condizioni al contorno, può essere emerso da una fluttuazione quantistica del vuoto o essere solo uno di innumerevoli universi, ciò non toglie che esso sia composto di cose che trovano in un creatore al di fuori del mondo e del tempo la loro causa ultima, una relazione, quella “tra il Creatore e le cose create”, destinata a continuare “fino a quando esisterà qualcosa”. Né la teologia si è fatta cogliere impreparata dall’idea che il tempo possa non aver avuto un inizio. L’idea di un Dio fuori dal tempo, per il quale il tempo dell’Uomo, che abbia o meno un inizio, non ha alcun significato, nasce con lo stesso cristianesimo ed era già ben nota ai tempi di Agostino, nei primissimi secoli dell’era cristiana. Dio non è una causa temporale, perché se lo fosse si potrebbe presumere l’esistenza di una causalità che precede Dio stesso; per questo, la creazione divina non coincide, nella teologia cristiana, con la nascita del tempo e dell’universo, ma si svolge in tutto l’arco dell’esistenza temporale dell’universo. Essendo uno scienziato e non un teologo, Hawking non si interessava, né probabilmente era a conoscenza, dell’evoluzione del dibattito teologico sul ruolo di Dio della creazione nel corso dei secoli. Le sue teorie, egli ha affermato, rimuovono “la necessità di un grande progettista”, ma questa concezione meccanicistica del Dio come grande orologiaio, diffusa nel mondo scientifico tra il Seicento e l’Ottocento, era già stata abbondantemente superata agli inizi del Novecento, quando le scoperte della meccanica quantistica misero in crisi il determinismo. Né egli forse era a conoscenza, probabilmente, che le sue ricerche cosmologiche, che hanno portato avanti l’eredità di Copernico, di Galileo e di Newton, riuscendo a dimostrare che esistono molti modelli e teorie diverse che permettono di comprendere l’origine dell’universo senza alcuna assunzione teistica, confermano paradossalmente l’idea cristiana moderna di un universo prodotto del Logos, concezione che secondo il famoso e controverso discorso di Ratisbona di papa Ratzinger rende il Dio cristiano unico rispetto a tutte le altre concezioni di Dio, perché la sua è una creazione perfettamente conoscibile attraverso la ragione umana. Proprio per questo, però, Hawking avrebbe forse potuto replicare a papa Wojtyla, nel suo discorso del 1981, che non è vero che “la scienza, da sola, non può rispondere a una tale questione”. Per Hawking, “chiedersi se Dio esiste è una domanda del tutto legittima per la scienza: in fin dei conti, è difficile pensare a un mistero più importante o più fondamentale di quello su chi o che cosa abbia creato e controlli l’universo”. Alla scienza, allora, resta ancora una domanda aperta, la domanda fondamentale che Stephen Hawking si poneva alla fine del suo Dal Big Bang ai buchi neri, a cui la teologia, invece, si rifiuta di cercare una risposta: “Perché l’universo si dà la pena di esistere?”.


Roberto Paura (1986) è giornalista e saggista specializzato in comunicazione della scienza. Collabora o ha collaborato con Delos, EsquireFanpageIl TascabileMotherboardNOTQuery. È direttore della rivista Futuri e vicedirettore di Quaderni d’altri tempi. È dottore di ricerca in comunicazione della fisica all’Università di Perugia. Ha pubblicato finora cinque libri.

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