Einstein e la leggenda dell’universo in espansione

Uno studio appena pubblicato mostra che Albert Einstein avrebbe accettato la tesi dell’universo in espansione ben prima di quanto le ricostruzioni storiche mostrino. Di solito nei libri si legge che nel 1931 Einstein ara ancora arroccato sull’idea di un universo statico, e che fu Edwin Hubble a fargli cambiare idea.

La “leggenda” vuole che quando Hubble dimostrò che tutte le galassie e gli oggetti astronomici distanti si stanno allontanando l’uno dall’altro, come previsto dall’espansione cosmica, Einstein inizio a mettere in discussione le sue convinzioni.

Albert Einstein. (Credit: wikipedia.org).

La legge di Hubble infatti prevede che esista una relazione lineare tra il redshift (o spostamento verso il rosso) della luce emessa dalle galassie e la loro distanza: tanto maggiore è la distanza della galassia e tanto maggiore sarà il suo redshift. Calcolando lo spostamento verso il rosso dei loro spettri elettromagnetici per determinare la distanza e la velocità di tali oggetti, Hubble mostrò che tutti gli oggetti si stanno allontanando tra loro e che la loro velocità è proporzionale alla distanza, caratteristica di un’espansione metrica. Ulteriori studi hanno poi  mostrato che l’espansione è isotropa e omogenea, cioè sembra non avere un punto privilegiato come “centro” dell’espansione, ma appare universale e indipendente da ogni punto “centrale” fissato. La distribuzione isotropa nel cosmo dei lampi di raggi gamma e delle supernovae è una conferma di questo principio cosmologico.

La realtà è come sempre più complessa di queste ricostruzioni. È molto più probabile che il cambiamento di punto di vista da parte di Einstein sia il risultato di un processo molto più tortuoso. Ora, in un articolo pubblicato su European Physical Journal, Harry Nussbaumer dell’ETH di Zurigo spiega come Einstein abbia cambiato idea dopo molti incontri con alcuni tra gli astrofisici più influenti della sua generazione. Mettendo in questo modo in ombra la figura o, meglio, il ruolo giocato da Hubble.

Nel 1917 Einstein estese la sua teoria della relatività all’universo, suggerendo un modello omogeneo, statico e spazialmente curvo. Tuttavia, questa interpretazione ha un grosso problema: se la gravitazione è l’unica forza attiva, un universo così descritto crollerebbe immediatamente, un problema che sappiamo turbasse molto Einstein, al punto che lo costrinse ad introdurre la costante cosmologica, quella che lui stesso successivamente avrebbe definito come “il mio più grande errore”.

Per quanto abbia fieramente resistito alla tentazione di un universo in espansione, nel 1922 il fisico russo Alexander Friedman dimostrò che le equazioni di Einstein sono vitali per descrivere i mondi dinamici. E, nel 1927, Georges Lemaître, un astrofisico belga in forze all’Università Cattolica di Lovanio, aveva concluso che l’universo si stava espandendo proprio combinando la Relatività Generale con le più recenti osservazioni astronomiche. Eppure, Einstein si rifiutò di abbandonare il suo universo statico almeno fino al 1931, quando l’Accademia Prussiana delle Scienze pubblicò un rapporto in cui si annoverava Einstein tra i sostenitori dell’universo in espansione.

Fu solo l’anno seguente, e grazie a Willem de Sitter, che l’ipotesi dell’espansione divenne unanimemente accettata. Secondo la nuova ricostruzione, dunque, il percorso di Einstein fu tutt’altro che lineare e fu il risultato di un’evoluzione comune piuttosto che l’accettazione della geniale intuizione/osservazione di un singolo (in questo caso, Hubble).  

Paper di riferimento: H. Nussbaumer (2013),” Einstein’s conversion from his static to an expanding universe”, in European Physical Journal H, DOI: 10.1140/epjh/e2013-40037-6.