Newton ci disse della forza di gravità ma non riuscì a spiegare esattamente come funzionasse. Poi vennero Maxwell e Faraday e ci aprirono gli occhi sul campo elettromagnetico. Venne fuori che “le interazioni elettriche non sono forze che agiscono a distanza fra cariche”.
Che questo campo – specie nella versione di Maxwell riformulata da Lorenz – fosse la chiave per un passo ulteriore e decisivo lo intuì invece Einstein: come il campo elettromagnetico ribalta la vecchia concezione di uno spazio vuoto in cui i corpi agiscono e si muovono perché attratti da masse distanti, così il campo gravitazionale ci immerge “in un gigantesco mollusco flessibile” il cui campo è esso stesso materia, spazio.
Questo spazio s’incurva come un elastico – proprio perché è materia – così da consentire che le cose cadano; si dilata, non conosce stasi. Come lo spazio, o in virtù del fatto che esso spazio s’incurvi, più giù o più su si allunghi o si accorci, s’incurva anche il tempo, per questo nel campo gravitazionale è più appropriato parlare di spaziotempo. Detto assai brevemente, esso si deforma quando vi gravitano corpi pesanti o si muovono a determinate velocità.
La ricerca cui lavorò Einstein fra il 1907 e il 1917 andava ben oltre la teoria di Maxwell, rivoltò le fondamenta della fisica classica e cambiò definitivamente il modo di concepire l’universo. Ce lo racconta – meglio, spiega e mostra – Carlo Rovelli, docente di fisica teorica a Marsiglia, in “Relatività generale”, un testo concepito per un corso universitario, “Manualetto introduttivo” lo definisce il fisico, ancora una volta uscito con Adelphi.
Il volume risulta il primo di una nuova collana, “Lezioni di scienza”, che immaginiamo concepita da Roberto Calasso per oltrepassare decisamente la soglia della pubblicazione scientifica meramente divulgativa.
Rovelli avverte che sull’argomento esistono lavori più poderosi e complessi, ma si tratta comunque di un’introduzione per happy few, richiede delle conoscenze tecniche (geometria, matematica etc) più robuste di quando non accadesse, per dire, con “Sette brevi lezioni di fisica” dello stesso autore.
Il quale orienta la lettura classificando prioritariamente gli ambiti di riferimento sottesi alla scoperta di Einstein. Che non sono solamente fisici, ma filosofici e matematici, per poi mostrarne le ricadute successive: gli aspetti geometrici dello spazio e del tempo, i buchi neri, le onde gravitazionali, l’espansione dell’universo.
In appendice, Rovelli conclude con uno sguardo alla meccanica quantistica, forse ultimo, severo, banco di prova non per la teoria einsteiniana ma per le nostre capacità di tenerle insieme.
Nella tradizione antica – che Rovelli ripassa rapidamente – “lo spazio era inteso come la disposizione delle cose del mondo le une rispetto alle altre”. Fu Newton a rompere con questa concezione, comprendendo che entità spazialmente e temporalmente intese esistano a prescindere dalla presenza di cose o accadimenti; e Einstein dimostrò che queste costituiscono il campo gravitazionale.
Rovelli illustra l’importanza dell’apporto degli studi precedenti, dalla geometria di Minkowski agli studi matematici di Gauss per descrivere le superfici curve, e il contributo del suo allievo Bernhard Riemann. Il precipitato della relatività generale non è da poco, e un secolo dopo pur elencando intuizioni ed errori dello stesso Einstein, non se ne può prescindere: dalle onde gravitazionali della cui “realtà” pure per qualche tempo dubitò (ma reali lo sono, come dimostrato anche dalla ricerca recente), alla cosmologia del Big Bang che il teorico belga Lamaître chiamò atomo primordiale, all’universo in espansione.
Il capitolo finale è dedicato alla gravità in ottica quantistica; ora, fu sempre Einstein a dare il primo scossone decisivo alla teoria di Max Planck, per poi abbandonarla, sospettoso e diffidente – “Dio non gioca a dadi!”-, a Bohr e Heisenberg.
Ma qui è detto, come nel resto del libro, attraverso formule ed equazioni che al lettore non addestrato parranno decisamente ostiche da affrontare: è giusto avvertirlo. Il premio, per chi ce la fa, è la possibilità di vedere nel dettaglio quella che secondo Rovelli e molti altri è la più bella delle teorie.
Michele Lupo
Carlo Rovelli
Relatività generale
Traduzione di Pietropaolo Frisoni
Adelphi
Collana Lezioni di scienza, 1
2021, 163 pagine
24 €