Si discute se il “principio antropico” è un concetto scientifico o filosofico – o principalmente religioso. In ogni caso, potrebbe essere l’argomento più impegnativo per la specificità umana. Il principio antropico si basa sul suggerimento che se una qualsiasi di una serie di precise costanti fisiche, come la costante gravitazionale, l’esatta carica elettrica sul protone, la massa di elettroni e neutroni e una serie di altre caratteristiche dell’universo fossero diversa, la vita umana sarebbe impossibile.
Ci sono molte ragioni, in ogni caso, per dubitare che l’universo sia stato messo a punto per il nostro beneficio. Per esempio, se tale sintonizzazione è avvenuta, qual è la base per supporre che sia successo con noi “in mente”? (Non importa la domanda di “Chi è la mente?”) Vale la pena notare che queste varie costanti fisiche non sono necessariamente la prova che l’universo è messo a punto per produrre esseri umani; potrebbe essere stato generato per produrre i vombati pelosi dell’Australia, o forse i batteri e i virus, che superano di gran lunga gli esseri umani per molti ordini di grandezza. Se è così, l’impatto sull’Homo sapiens era semplicemente un effetto collaterale non previsto.
In The Salmon of Doubt , Douglas Adams sviluppò quella che in seguito divenne nota come la “teoria della pozzanghera”, come segue:
Immagina una pozzanghera svegliarsi una mattina e pensare: ‘Questo è un mondo interessante in cui mi trovo, un buco interessante in cui mi trovo, mi va piuttosto bene, no? In effetti, mi sta molto bene, deve essere stato fatto per farmi entrare! ‘ Questa è un’idea così potente che mentre il sole sorge nel cielo e l’aria si riscalda e, gradualmente, la pozzanghera diventa sempre più piccola, è ancora freneticamente aggrappata all’idea che tutto andrà bene, perché questo mondo era pensato per averlo dentro, era stato costruito per averlo dentro; così nel momento in cui scompare lo sorprende piuttosto di sorpresa. Penso che questo possa essere qualcosa a cui dobbiamo stare attenti.
Il principio antropico è stato introdotto per la prima volta dall’astrofisico Brandon Carter in una conferenza a Cracovia, in Polonia, per celebrare il 500 ° anniversario della nascita di Copernico. La sede è, in un certo senso, ironica, dato che Copernico ha aiutato a sfrattare la Terra – e quindi l’umanità – dalla sua centralità precedente, mentre il principio antropico minaccia (o promette) di ristabilire questa centralità. Per Carter “la nostra posizione nell’universo è necessariamente privilegiata nella misura in cui è compatibile con la nostra esistenza di osservatori”. Qui “posizione” significa non solo le nostre coordinate fisiche nello spazio, ma anche la nostra esistenza a particolari intervalli di tempo.
Prima di Brandon Carter, Alfred Russell Wallace (co-scopritore con Darwin del principio di selezione naturale) sembra aver anticipato il principio antropico nel 1904, quando scrisse che “Un universo così vasto e complesso come quello che conosciamo esiste intorno a noi sono stati assolutamente richiesti … per produrre un mondo che dovrebbe essere adattato con precisione in ogni dettaglio per lo sviluppo ordinato della vita che culmina nell’uomo. ”
In una breve storia del tempo , Stephen Hawking descrisse un numero di costanti fisiche e fenomeni astrofisici che sembrano almeno coerenti con il principio antropico, comprese domande come “Perché l’universo ha iniziato con quasi il tasso critico di espansione che separa i modelli che si ritirano da quelli che continuano ad espandersi per sempre, in modo che anche ora, diecimila milioni di anni dopo, si sta ancora espandendo a un ritmo quasi critico? “Hawking spiega che” se il tasso di espansione un secondo dopo il Big Bang fosse stato inferiore anche da una parte su centomila milioni di milioni, l’universo si sarebbe ricollocato prima che raggiungesse le dimensioni attuali. “In breve, saremmo stati vittime di una specie di Big Crunch.
Tempo, ora, per una breve escursione alla “costante cosmologica”, introdotta da Albert Einstein e che considerava il suo “errore più grande” – ma che al momento sembra straordinariamente preveggente. Einstein era turbato dal fatto che la gravità avrebbe causato il collasso dell’universo su se stesso (quel Big Crunch), quindi introdusse una “costante”, essenzialmente dal nulla, che si muoveva nella direzione opposta, facendo sì che il cosmo rimanesse stabile.
Ricorda che Einstein aveva lavorato prima che Edwin Hubble scoprisse che l’universo si stava effettivamente espandendo. Oggi, la costante cosmologica è ampiamente considerata intimamente connessa alla cosiddetta energia oscura, e fisici come Steven Weinberg – non un credente religioso – sottolineano che se questa costante fosse solo una piccola, allora invece di un Big Crunch, l’universo sarebbe vaporosamente insostanziale, espandendosi ad un ritmo che preclude la formazione di galassie, non preoccupatevi dei pianeti.
I devoti del principio antropico hanno ancora più munizioni. Così, dopo Wallace ma prima di Carter, il fisico Robert Dicke notò nel 1961 che l’età dell’universo (attualmente stimata in 14,5 miliardi di anni) riflette una sorta di principio di riccioli d’oro, un “intervallo d’oro” in cui non è né troppo giovane né troppo vecchio , ma giusto. Se l’universo fosse più giovane – cioè, se il Big Bang fosse avvenuto nel passato più recente – non avrebbe concesso abbastanza tempo per accumulare elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio attraverso la nucleosintesi. Non ci sarebbero nemmeno pianeti rocciosi di dimensioni medie e quindi, no noi. Allo stesso modo, se l’universo fosse sostanzialmente più vecchio di quello che è, quasi tutte le stelle sarebbero troppo anziane per rimanere parte di ciò che gli astrofisici chiamano la “sequenza principale”, essendo maturate in nane bianche e rosse. Di conseguenza, non ci sarebbero sistemi planetari stabili. E così, ancora una volta, no noi.
Un argomento simile può essere sollevato riguardo alle quattro interazioni fondamentali che connettono massa ed energia: gravitazione, attrazione e repulsione elettromagnetica e forze nucleari “forti” e “deboli”. Questi possono essere visti come bilanciati esattamente nel modo necessario per produrre la materia, e quindi, in definitiva, l’emergere della vita. La forte interazione è ciò che tiene insieme neutroni e protoni in un nucleo atomico, e che lega anche i quark per formare le varie particelle subatomiche. Se questa forza forte fosse solo un po ‘più forte, allora la fusione nucleare avrebbe convertito l’idrogeno dell’universo in elio, e l’acqua – essenziale per la vita come la conosciamo – non esisterebbe.
Ci sono altre prospettive. Ad esempio, il fisico Fred Adams sostiene che le condizioni necessarie per un universo che sostiene la vita non sono poi così esigenti. “I parametri del nostro universo”, scrive, “potevano essere variati da grandi fattori e permettevano ancora stelle operanti e pianeti potenzialmente abitabili.” Certo, a febbraio 2017 gli astronomi della NASA hanno annunciato con entusiasmo di aver scoperto sette pianeti di dimensioni terrestri orbitando attorno a una stella nana, tre delle quali sembrano essere nella “zona abitabile”, inclusa una ragionevole probabilità di acqua liquida. Questo sistema, noto come Trappista-1, è a circa 40 anni luce dalla Terra, e ci sono tutte le ragioni per credere che le leggi fondamentali della fisica ottengano lì come fanno qui.
Ciò nonostante, Adams lo notò
La forza di gravità avrebbe potuto essere 1.000 volte più forte o 1 miliardo di volte più debole, e le stelle continuerebbero a funzionare come motori a combustione nucleare di lunga durata. La forza elettromagnetica avrebbe potuto essere più forte o più debole con fattori di 100. I tassi di reazione nucleare avrebbero potuto variare su molti ordini di grandezza. La fisica stellare alternativa avrebbe potuto produrre gli elementi pesanti che costituiscono la materia prima di base per i pianeti e le persone. Chiaramente, i parametri che determinano la struttura stellare e l’evoluzione non sono eccessivamente sintonizzati.
Cosa credere? Altro che arriva nel mio prossimo post.
David P. Barash è professore di filosofia emerita all’Università di Washington. Il suo libro più recente su questo argomento è Through a Glass Brightly: usare la scienza per vedere le nostre specie così come siamo realmente (2018, Oxford University Press).
