Nel 1869, il fondamentalista battista Cyrus Reed Teed riferì la sua rivelazione divina che la Terra era vuota. A prima vista, niente di nuovo. Jules Verne aveva esplorato un concetto simile cinque anni prima nel suo viaggio avventura di fantascienza al centro della Terra. Ma mentre Verne immaginava una caverna sotterranea di creature fantastiche, Teed dichiarò sul serio che stavamo letteralmente vivendo all’interno della sfera. In questa strana cosmologia, il Sole, i pianeti, le stelle e le galassie occupano tutti l’interno della Terra. La crosta terrestre è uno strato infinitamente spesso di roccia che avvolge l’intero Universo.

Motivato dalla sua nuova cosmologia, Teed pubblicò un libro, iniziò una nuova religione, accumulò discepoli e fondò una nuova città in Florida. Per molti, le idee di Teed suonano come olio di serpente così spesso che solo i più creduloni potrebbero assorbire. Eppure la sua influenza non era limitata agli Stati Uniti, né al 19 ° secolo. Il sentimento anti-intellettuale all’interno del partito nazista abbracciò la teoria concava della terra cava-o Hohlweltheorie come viene chiamata in tedesco. Secondo l’astronomo olandese Gerard Kuiper, elementi dell’esercito nazista avrebbero persino sostenuto di alzare lo sguardo attraverso il cielo per spiare gli alleati dall’altra parte del mondo. Dopo tutto, non c’è posto per nascondersi all’interno di un globo.

In che modo le idee di Teed hanno preso piede nelle alte sfere del Terzo Reich? Una nozione meno cosmica e più cospiratoria di terra cava fu introdotta in Europa dal romanziere inglese Edward Bulwer-Lytton. Nella sua novella Vril: The Power of the Coming Race (1871), Bulwer-Lytton descrive una razza maestra che vive nelle viscere della Terra. In questo ambiente culturale, la credenza in una Terra cava potrebbe aver attratto i nazionalisti tedeschi. In effetti, durante la prima guerra mondiale, un pilota tedesco di nome Peter Bender si convertì alle idee di Teed come prigioniero di guerra. Secondo il geografo Duane A Griffin alla Bucknell University in Pennsylvania, Bender introdusse Hohlweltheorie all’élite nazista Hermann Göring, che supervisionò la creazione della Gestapo. Con questa apertura iniziale, le cosmologie alternative potrebbero essere scivolate nel pensiero nazista. Come scrive Nicholas Goodrick-Clarke in The Occult Roots of Nazism (1992), “le fantasie possono raggiungere uno stato causale una volta che sono state istituzionalizzate in credenze, valori e gruppi sociali”.

Quando il partito nazista salì al potere in Germania, l’antisemitismo spinse il fisico ebreo-tedesco Albert Einstein a prendere residenza negli Stati Uniti. Come Teed, Einstein aveva sviluppato una comprensione profondamente controintuitiva dell’Universo. Per spiegare diverse osservazioni curiose sulla luce, Einstein ha dedotto che deve sempre avere la stessa velocità per tutti gli osservatori. Inoltre, il tempo e lo spazio cambiano man mano che ci si avvicina alla velocità della luce. Ecco, gli oggetti molto veloci si contraggono in lunghezza e sperimentano un diverso passaggio del tempo! Quindi i gemelli potrebbero divergere di età se uno inizia a viaggiare molto più velocemente dell’altro.

Diamo per scontato che il tempo e la distanza siano uguali per tutti, così come diamo per scontato che il cosmo contenga la Terra, e non viceversa. Eppure entrambe le idee sono state messe in discussione. Come facciamo a sapere che Einstein ha ragione e Teed è sbagliato?

Per andare a fondo delle cose, guardare alla costruzione di modelli – descrizioni semplificate della realtà che spiegano come le variabili cambiano nel tempo. Un punto rosso che chiamiamo Marte si muove attraverso il firmamento stellato. Come spieghiamo questa varianza notturna? È necessario un modello. Dall’antichità alla rivoluzione scientifica, il modello umano di Marte si è evoluto. Per gli antichi greci, Marte era la stella errante di Ares, dio della guerra. Da questa prospettiva iniziale, in cui astronomia e astrologia dovevano ancora divergere, Marte era un vagabondo celeste che incarnava i tratti di una divinità del signore della guerra. Questa spiegazione per il movimento notturno del pianeta, mentre un inizio, è meno che soddisfacente. Un modello robusto non è semplicemente una spiegazione ondulata a mano, ma una descrizione matematica che tiene conto di tutte le varianze nei dati. In particolare, perché Marte si muove più lentamente di alcuni pianeti e più velocemente di altri? E perché occasionalmente inverte la direzione, un fenomeno noto come movimento retrogrado, per alcuni mesi, solo per tornare su se stesso nella direzione originale?

Un primo tentativo di modellare la maggior parte delle caratteristiche del moto planetario fu sviluppato dall’antico astronomo greco Eudosso di Cnido e descritto dal filosofo Aristotele. In questo modello, un intricato sistema di 27 sfere cristalline che circondano la Terra spiegava i moti dei cieli, compresi i moti retrogradi dei pianeti. Più tardi, un diverso modello di Ipparco di Nicea invocò una serie di orbite planetarie attorno alla Terra. La prima orbita-chiamata deferente – era un cerchio perfetto attorno alla Terra, mentre la seconda orbita – chiamata epiciclo – si muoveva lungo la circonferenza del deferente. Il contributo di Ipparco fu immortalato per secoli nell’opera dell’astronomo, matematico e geografo egiziano Tolomeo di Alessandria, che modificò il concetto in qualcosa di così duraturo che metterlo in discussione era a dir poco blasfemo. Basta chiedere a Galileo, che fu perseguitato per questa eresia dall’Inquisizione nel 17 ° secolo.

È come se la scienza si alzasse e dicesse: ‘Dannazione, ci deve essere una spiegazione più semplice!’

Poiché i modelli consolidati si intrecciano con il nostro senso della realtà, dubitarne è spesso un atto di sfida, se non un sacrilegio assoluto. Oggi, naturalmente, sappiamo che Tolomeo si sbagliava. Il modello eliocentrico introdotto dall’astronomo polacco Nicolaus Copernicus nel 1543 posiziona i pianeti in orbite ellittiche attorno al Sole e spiega meglio i dati (incluso il moto retrogrado). Inoltre, ora sappiamo che i pianeti non sono né stelle né sfere. Il fisico e matematico inglese Sir Isaac Newton fu il primo a rendersi conto che la Terra e gli altri pianeti sono in realtà “sferoidi oblati”, globi che vengono schiacciati un po ‘a ciascun polo a causa della loro rotazione.

Perché Copernico trionfò su Tolomeo? Selezionare il modello più semplice e parsimonioso è un criterio per decidere la verità chiamata rasoio di Occam. È come se la scienza si alzasse e dicesse: ‘Dannazione, ci deve essere una spiegazione più semplice!”Se qualcuno deve tessere una storia complicata in cui una storia semplice sarà sufficiente, resta con la storia semplice. Gli epicicli di Tolomeo davano al suo modello una corda sufficiente per impiccarsi. Come dice il proverbio popolare: ‘Tutto dovrebbe essere reso il più semplice possibile, ma non più semplice.’

Eppure accanto all’eleganza di Copernico arrivano i reazionari, come Teed.

L’epitome della fantasia pseudoscientifica, Hohlwelttheorie riduce miliardi di anni luce di spazio per lo più vuoto – disseminato di 100 miliardi di galassie e 1 milione di miliardi di stelle – fino a un piccolo punto al centro dell’Universo della Terra cava. Mentre Hohlwelttheorie potrebbe sembrare assolutamente indifendibile, un secondo matematico chisciottesco di Alessandria – Mostafa A Abdelkader – è salito alla sfida. Nel 1980, Abdelkader ha descritto la ginnastica matematica necessaria per concepire un cosmo inside-out. Tra le altre ipotesi, questa inversione geometrica scambia il centro della Terra con l’infinito. Immagina, se vuoi, di tagliare una cucitura in un pallone da basket. Mentre giri la gomma dentro e fuori, tutto al di fuori della palla – tu, la stanza in cui ti trovi, l’intero Universo – viene risucchiato all’interno. L’aria che prima era all’interno della palla ora forma un’atmosfera al di fuori della palla che si estende verso l’infinito. Et voilà! Un basket una volta umile ora contiene l’Universo. Mentre questa analogia verbale è imprecisa, la matematica astratta del documento di Abdelkader compie questa trasformazione con precisione. Per abbracciarlo, convinciti che “dentro” e “fuori” sono arbitrari come sinistra e destra, o su e giù.

Come conseguenza della fisica di Abdelkader, la maggior parte dell’Universo è mappata in un piccolo punto al centro o all’origine della Terra cava. Per descrivere questa impensabile trasformazione nel 2012, Griffin scrive:

Plutone si riduce alle dimensioni di un singolo batterio galleggiante sette metri dall’origine, mentre Alpha Centauri, la stella più vicina al nostro Sole, diventa un infinitesimale di speck a soli millimetro dall’origine. Ogni altra stella e oggetto nel cosmo, quindi, è contenuta in una sfera di meno di due millimetri di diametro che aleggia 6.371 chilometri sopra le nostre teste.

Il compianto scrittore scientifico americano Martin Gardner interpreta brillantemente la matematica di Abdelkader nel suo scettico tour of fringe science On the Wild Side (1992). Nella strana nuova fisica del mondo di Abdelkader, i raggi di luce viaggiano non in linee rette ma piuttosto in archi curvi. Come una girandola che pascola l’interno di un globo cavo, archi di luce solare illuminano la vicina superficie interna della Terra, ma si curvano e mancano la lontana superficie notturna. Per questo motivo, il Sole sembra tramontare, anche se la curvatura della Terra è concava.

Babbo Natale, come Marte, è solo un modello-ma non può essere confutato o mantenuto

Ma se altri pianeti sono più vicini a noi di quanto la Spagna sia alla Nuova Zelanda, perché ci vuole così tanto tempo per raggiungerli? Domanda giusta. Nella matematica di questa cosmologia, le velocità e le dimensioni degli oggetti in movimento si avvicinano a zero mentre ci si avvicina al centro dell’Universo – situato al centro della Terra. Secondo Gardner, le acrobazie mentali di Abdelkader creano ‘una fisica coerente che non può essere falsificata da alcuna osservazione o esperimento concepibile!’

Come può una cosa così stupida non essere falsificabile? Una tale domanda considera l’infalsificabilità come un alibi piuttosto che una responsabilità. Si presuppone, ingenuamente, che i modelli sono innocenti fino a prova contraria.

Eppure molte affermazioni arbitrarie non sono falsificabili. La pretesa di un bambino che Babbo Natale esiste ancora non può essere visto da qualsiasi macchina fotografica o strumento scientifico è proprio questo – unfalsifiable e quindi non verificabile. Intellettualmente parlando, questo è meno come indossare uno scudo e più come indossare una macina da mulino. Babbo Natale, come Marte, è solo un modello – ma uno che non può essere confutato o mantenuto.

La nozione che i modelli possono essere presi sul serio solo se falsificabili deriva dal tardo filosofo della scienza Karl Popper. Un modello non è costruito su una base di cemento, ma su palafitte che possono essere rapidamente gettate da parte se arrivano nuove informazioni. Come Popper ha scritto in The Logic of Scientific Discovery (1934), ‘non importa quante istanze di cigni bianchi possiamo aver osservato, questo non giustifica la conclusione che tutti i cigni sono bianchi’. Un buon modello si insinua verso la certezza; insegue l’orizzonte della prova, ma non lo tocca mai.

La certezza assoluta non è mai il punto di riferimento per un modello scientifico. Per essere considerato scientifico, un modello deve fare una previsione che può essere supportata dall’esperimento in seguito. Per avere successo, l’esperimento deve verificare questa previsione. Solo allora uno scienziato si fida del modello, ma mai completamente. Su questo, Popper scrive: ‘Il gioco della scienza è, in linea di principio, senza fine. Colui che decide un giorno che le dichiarazioni scientifiche non richiedono ulteriori test e che possono essere considerate finalmente verificate, si ritira dal gioco.’

Popper sosteneva che solo i modelli testabili sono modelli scientifici. Se non è possibile presentare alcuna richiesta verificabile, il modello non è falsificabile – e non la scienza. Il defunto filosofo britannico Bertrand Russell illustrò questo punto nel 1952 dichiarando umoristicamente che “tra la Terra e Marte c’è una teiera di porcellana che ruota attorno al Sole in un’orbita ellittica”. Troppo piccolo per essere visto dai telescopi, né l’esistenza né la non esistenza di una tale teiera possono essere testate da qualsiasi esperimento ragionevole, sostiene Russell. ‘Ma se dovessi continuare a dire che, poiché la mia affermazione non può essere confutata, è un presupposto intollerabile da parte della ragione umana dubitarne, dovrei giustamente pensare di dire sciocchezze.’

Come mostra la teiera di Russell, affermazioni o modelli non falsificabili non possono essere presi sul serio. Non sono scienza. In caso contrario, tutto va – teiere, terre inside-out, è il nome. La conclusione di Russell è rispecchiata dal “rasoio di Hitchens”, un adagio del defunto scrittore Christopher Hitchens: “Ciò che può essere affermato senza prove può essere respinto senza prove.”Il rasoio di Hitchens, ovviamente, appartiene allo stesso toolkit del rasoio di Occam, la tesi secondo cui il modello più semplice e parsimonioso è un criterio per decidere la verità, e la lama che taglia via Teed. I modelli più semplici sono più facili da falsificare e quindi più amichevoli per la scienza. Un modello semplice richiede meno dati per falsificarlo, mentre un modello complicato richiede di più.

La probabilità che la Terra sia il contenitore dell’Universo è equivalente a 80 lanci di monete che arrivano come teste

Sebbene la Hohlweltheorie non possa essere confutata o falsificata, la maggior parte dei pensatori seri la rifiuta perché è inutilmente complicata (il rasoio di Occam), manca di prove (il rasoio di Hitchens) ed è unfalsificabile (chiameremo questo rasoio di blade Popper?).

Ma i nostri rasoi non sono tutti strumenti perfetti. Quando il numero o la specificità delle affermazioni fatte da un modello non sono chiare, il rasoio di Occam si sente soggettivo. La semplicità di uno scienziato è il nodo gordiano di un altro scienziato? Caso in questione, Abdelkader stesso potrebbe aver trovato la semplicità in Hohlwelttheorie. Sconfiggendo quei miliardi di anni luce di vuoto intergalattico senza vita, Abdelkader ci salva dalla difficoltà di credere nella fantastica vastità dell’Universo e “la conseguente riduzione della Terra a un infinitesimo”.

Sebbene il rasoio di Occam non sia un algoritmo esatto, l’attenzione arbitraria di Hohlweltheorie sulla Terra può effettivamente essere quantificata. Perché la Terra, in particolare, come contenitore dell’Universo? Perché non uno qualsiasi degli altri innumerevoli pianeti dell’Universo? Perché un pianeta, del resto, una luna o una stella non potrebbero essere soggetti alla stessa matematica di inversione della sfera usata da Abdelkader?

Perché la matematica inversione utilizzato da Abdelkader può essere applicato a qualsiasi sfera, la Terra è un sottoinsieme di oggetti sferici nell’Universo, e solo invertito sfera può contenere l’Universo e di tutte le altre sfere, la specifica affermazione che la Terra è l’Universo-contenitore (e non la Luna, o su Marte, o la vostra star preferita) è anche meno probabile che sia vero che il generale premessa che l’Universo è contenuto all’interno di una sfera. Quando contiamo il numero n di tutti questi corpi che potrebbero esistere nell’Universo, la probabilità che la Terra sia il contenitore dell’Universo è 1/n. Poiché ci sono almeno 1024 tali corpi sferici nell’Universo, la probabilità che la Terra riempia il ruolo privilegiato del contenitore dell’Universo è inferiore a 1/1024. Questo è come lanciare 80 monete e averle tutte come teste.

Il rasoio di Occam ci dice che Hohlweltheorie è un cattivo modello perché ci sono alternative più semplici che spiegano i dati altrettanto bene. Ma forse stiamo pensando troppo. Non è attaccare Hohlwelttheorie con uno strumento di pensiero così sofisticato come schiacciare una zanzara con una mazza? Se siamo in grado di respingere Hohlweltheorie con solo intuizione, che cosa abbiamo bisogno per il toolkit scientifico?

Eppure, l’intuizione è un filtro schifoso per la scienza. Molti decenni prima di Abdelkader, un altro individuo ha anche suggerito che la geometria fondamentale dell’Universo era stata fraintesa e che un viaggio attraverso lo spazio cambia le dimensioni di un oggetto. La teoria della relatività di Einstein probabilmente suonava quasi ridicola come Hohlweltheorie quando fu introdotta per la prima volta. Con i suoi nuovi modelli di tempo, spazio e gravità, l’umanità è uscita dall’era dell’intuizione.

La confusione vertiginosa era la sensazione della fisica del tardo 19 ° secolo. La luce proveniente da stelle lontane mostra la stessa velocità rispetto alla Terra, indipendentemente dal fatto che la Terra si stia muovendo verso o lontano da una particolare stella. Per salvare la fisica, Einstein propose che la velocità della luce fosse la stessa ovunque per tutti gli osservatori. Sia che ci si sposta verso un raggio laser o lontano da esso, la sua luce si avvicina con la stessa velocità relativa.

E c’è di più: il tempo passa più lentamente per un osservatore più velocemente viaggia. Zoomando verso un raggio laser, il nostro orologio rallenta, limitando la velocità relativa tra noi e la luce. Sì, proprio così – un orologio fisso sulla Terra ticchetta più velocemente di un orologio in movimento su un’astronave.

Il martello viene sollevato, e con questa prima torsione, Einstein scalpella via all’intuizione. Mentre seguiamo la storia del fisico più celebre della storia, le cose diventano ancora più strane. Poiché il tempo e la distanza sono correlati dalla velocità, gli oggetti si contraggono in lunghezza mentre viaggiano più velocemente. In effetti, una lancia lanciata quasi alla velocità della luce si contrarrebbe a un breve stub. Così va la teoria della relatività speciale di Einstein, il modello che spiega perché la velocità della luce è costante in tutti i quadri di riferimento.

Usando l’intuizione come corrimano, si potrebbe vedere il modello di Einstein e vedere la follia. Usando la scienza, si vede la ragione

Sia la relatività speciale che la Hohlweltheorie distruggono le ipotesi umane di base: una con successo, l’altra senza successo. La relatività speciale ci dice che il tempo e lo spazio sono relativi. Hohlwelttheorie ci dice che viviamo all’interno della Terra. La corda che ha salvato la relatività speciale è anche la corda che ha impiccato il criterio di falsificabilità di Hohlwelttheorie: Popper. La relatività speciale offre molte possibili falsificazioni, tutte finora sopravvissute ai test sperimentali.

Caso in questione: prendere due orologi atomici sincronizzati con precisione nanosecondo; tenere uno a terra e volare l’altro su un jet in tutto il mondo due volte. La relatività speciale dice che i loro tempi divergeranno – e in effetti, lo fanno. Qualsiasi altro risultato sarebbe stato game over per Einstein. Tale accessibilità alla sperimentazione è proprio ciò che mantiene a galla la relatività speciale. Usando l’intuizione come corrimano, si potrebbe vedere il modello di Einstein e vedere la follia. Usando la scienza, si vede la ragione.

Se Einstein e Abdelkader sembrano convergere, è nell’uso della geometria per annullare il mondo come lo conosciamo. La relatività speciale di Einstein utilizza un semplice strumento noto come contrazione di Lorentz per descrivere il modo in cui gli oggetti si contraggono in lunghezza man mano che si avvicinano alla velocità della luce. Sviluppato dal fisico olandese Hendrik A Lorentz nel 1892, questo strumento calcola la contrazione di oggetti veloci usando nient’altro che l’algebra delle scuole medie. Abdelkader potrebbe essere stato ispirato dalla contrazione Lorentz quando si sviluppa il suo quadro matematico per Hohlweltheorie. Proprio come Einstein ipotizzò che gli oggetti si contraggono mentre si avvicinano alla velocità della luce, Abdelkader ipotizzò che gli oggetti si riducessero man mano che si avvicinano al centro dell’Universo della Terra cava. La bellezza della matematica brilla in entrambi i modelli. Eppure la luce della scienza non brilla sul modello di Abdelkader.

Einstein offre un’opportunità per dimostrare che il suo modello è sbagliato. Lo stesso non si può dire di Hohlwelttheorie. Mentre Abdelkader desiderava salvare la Terra dal vasto vuoto dello spazio, Einstein cercò di spiegare i dati che mostravano che la luce viaggia a velocità costante in tutti i quadri di riferimento. E mentre la motivazione di Abdelkader era antropocentrica, quella di Einstein potrebbe essere stata condivisa da un marziano o da qualsiasi altro essere senziente. Abdelkader, ovviamente, non ha fatto previsioni verificabili, eppure Einstein ne ha fatte molte.

Le teorie e le leggi fisiche non sono semplici equazioni. Significano davvero qualcosa sul mondo materiale in cui viviamo. La differenza tra Einstein e il suo predecessore, Newton, è un esempio calzante. Newton descrisse la gravità come una forza, mentre Einstein la descrisse come curvatura. La teoria generale della relatività di Einstein afferma che lo spazio e il tempo sono su un continuum quadridimensionale noto come spaziotempo. La massa deforma il tessuto stesso dello spaziotempo come un pallone da basket che deforma un foglio di gomma. Questo è tutto la gravità è-deformato spazio-tempo. Come disse il defunto fisico teorico americano John Archibald Wheeler nel 1990: “Lo spaziotempo dice alla materia come muoversi; la materia dice spaziotempo come curva.’

Quindi la gravità non è la bestia familiare che pensi. Poiché lo spaziotempo è deformato (o curvo) dalla massa, gli oggetti non cadono nel senso che di solito pensiamo che facciano. Contrariamente a Newton, la gravità non è nemmeno una forza. Niente “tira” un oggetto che cade verso la Terra. L’oggetto’ caduta ‘ segue una linea retta nello spaziotempo curvo.

In effetti, il sapore dell’Universo di Einstein è completamente diverso da quello di Newton. Tuttavia, gli ingegneri aerospaziali potrebbero scrollarsi di dosso la scelta tra la fisica di Newton e la fisica di Einstein. La scelta non è tra la soluzione corretta e la soluzione errata, ma, piuttosto, la soluzione appropriata e la soluzione inappropriata. Se la tua astronave non viaggia vicino alla velocità della luce o vicino a una massa estremamente grande, la soluzione appropriata è la soluzione più semplice: la meccanica newtoniana. Probabilmente per questo motivo, gli ingegneri dietro la missione New Horizons della NASA a Plutone guidato attraverso lo spazio non dalla fisica di Einstein, ma da Newton. I risultati sono incredibilmente accurati. Dopo aver viaggiato attraverso il sistema solare per nove anni e mezzo, il flyby della sonda New Horizons di Plutone nel 2015 è stato spento da soli 72 secondi.

Il mondo di Newton è un universo di palle da biliardo, mentre il mondo di Einstein è una sala di specchi

Allo stesso modo, Griffin ha notato che accettare la fisica di Abdelkader non farebbe alcuna differenza evidente nella vita quotidiana: “Da un punto di vista pratico experience sperimentiamo l’Universo come spazio Euclideo con la superficie terrestre o (occasionalmente) il Sole come nostro quadro di riferimento, e possiamo passare tutta la nostra vita senza mai dover prendere una prospettiva archemediana che vede il quadro stesso.’Come Newton e Einstein, Copernico e Abdelkader stranamente convergono nel regno del mondano.

In molti casi, la fisica di Newton e la fisica di Einstein dicono a una sonda spaziale di fare praticamente la stessa cosa. Sebbene convergenti in questo senso, divergono completamente nella metafisica. Il mondo di Newton è un universo di palle da biliardo. Gli oggetti in movimento non hanno limiti di velocità. Le regole del gioco sono chiare: le forze agiscono istantaneamente, con effetto immediato da qualsiasi distanza. Il mondo di Einstein, d’altra parte, è una sala di specchi. Lo spaziotempo – il tessuto stesso della realtà-è piegato. Il tempo e lo spazio sono relativi. Le forze sono limitate dalla velocità della luce.

Il defunto fisico americano Thomas Kuhn ha osservato che le successive teorie scientifiche spesso danno resoconti completamente diversi della realtà. Proprio come la casa del biliardo di Newton e la sala degli specchi di Einstein sono due luoghi completamente diversi, si può immaginare un terzo.

Questa arena alternativa per la realtà viene dal fisico teorico olandese Erik Verlinde che, nel 2011, ha derivato il modello di gravitazione di Newton da altri primi principi o verità fondamentali in fisica. Allora, perché la riscoperta di Verlinde di un modello vecchio di tre secoli è un grosso problema? Perché la gravitazione stessa è un primo principio, e quindi non dovrebbe essere derivabile da altre leggi. Sia che pensiamo alla gravitazione come massa che attrae massa, o come massa che deforma lo spaziotempo, il fatto della gravitazione non può essere ridotto a qualcosa di più semplice. Come tale, non dovrebbe essere possibile riscoprirlo da altre aree disparate della fisica. Sarebbe come dedurre la Costituzione degli Stati Uniti dalla Costituzione federale svizzera.

A meno che, ovviamente, la gravitazione non sia un primo principio. In questo spirito, Verlinde inquadra la gravità come un fenomeno emergente. Fenomeni emergenti appaiono quando le interazioni su piccola scala danno origine a nuove leggi, principi e strutture su scala più ampia. Considera i bellissimi cristalli di ghiaccio che chiamiamo fiocchi di neve. La formazione di fiocchi di neve è guidata dalla termodinamica, le leggi che governano il trasferimento di energia termica tra molecole. Eppure, i cristalli non esistono sulla scala delle singole molecole. Appaiono solo su una scala più ampia, quando molte molecole scambiano energia in un modo particolare.

Per quanto possiamo ottenere fiocchi di neve dalla termodinamica, Verlinde sostiene che possiamo ottenere la gravitazione dalla termodinamica. Se l’Universo fosse un programma per computer, non ci sarebbe alcuna linea per la gravitazione nel codice. In questa visione, la gravitazione è meno simile a un articolo costituzionale e più simile a un effetto collaterale.

Dopo aver preso la palla, Verlinde continua a correre con essa. Dopo aver derivato il modello di gravitazione di Newton, continua nello stesso articolo del 2011 a derivare pezzi importanti del modello di Einstein. Ma cosa cambia questo? La gravità non è ancora gravità? Forse no: Verlinde vede margini di miglioramento.

La materia oscura potrebbe essere un disperato tentativo di conciliare una teoria fallimentare con l’osservazione

Come molti altri fisici, Verlinde è turbato da un’apparente mancanza del modello di Einstein. Nonostante i suoi numerosi trionfi, la relatività generale non riesce a prevedere il modo in cui le galassie ruotano. Per salvare Einstein, i fisici hanno semplicemente ipotizzato che ci sia molta più massa intorno alle galassie di quella che possiamo effettivamente vedere. La massa invisibile, chiamata materia oscura, supera la materia normale più di cinque a uno! Senza la sua influenza gravitazionale, non c’è modo di conciliare i dati astronomici con la relatività generale.

Per Verlinde, la storia della materia oscura suona familiare. Nel 1859, l’astronomo francese Urbain Le Verrier descrisse un’anomalia nell’orbita del pianeta Mercurio. Le leggi di Newton non spiegano del tutto il graduale riposizionamento (chiamato ‘precessione’) dell’orbita a forma di uovo del pianeta. Per dare un senso alla situazione, Le Verrier ipotizzò l’esistenza di un pianeta invisibile in orbita vicino al Sole. Soprannominato Vulcano, l’influenza gravitazionale di questa massa extra spiegherebbe l’anomalia di Le Verrier perturbando l’orbita di Mercurio, riconciliando così la precessione orbitale di Mercurio con le leggi di Newton. Vulcano, ovviamente, non è mai stato scoperto. La relatività generale spiegò la precessione orbitale di Mercurio nel 1915, eliminando la necessità di un tale modello.

Suona familiare? Verlinde la pensa così. Come gli epicicli di Tolomeo e il Vulcano di Le Verrier, la materia oscura potrebbe essere un disperato tentativo di conciliare una teoria fallimentare con l’osservazione. Forse è il momento di iniziare una nuova pagina? Verlinde ha fatto proprio questo alla fine del 2016. Nel documento “Emergent Gravity and the Dark Universe”, dà nuova credibilità a un’idea nata nel 1983 con il fisico israeliano Mordehai Milgrom: quando la gravità diventa abbastanza debole, l’idea va, la sua influenza declina meno con la distanza. Con questa sola modifica, l’Universo non è più pieno di materia invisibile. La materia oscura diventa puf! Infatti, con parsimonia dalla sua parte, Verlinde potrebbe alla fine brandire il rasoio di Occam come sua spada.

La scienza è una vasca per squali. È facile prendere in giro qualcuno che pensa che la Terra sia piatta. Ma dopo aver rimuginato sulla relatività speciale, il Flat-Earther potrebbe avere un’ultima risata. Un video del 2014 dell’educatore americano e personalità di Internet Michael Stevens dimostra che, in alcuni fotogrammi di riferimento, la Terra è in realtà un disco piatto. No, davvero. Nel quadro di riferimento di un raggio cosmico che si muove verso il nostro pianeta quasi alla velocità della luce, la Terra è letteralmente un disco piatto spesso 17 metri, orientato verso la particella.

Ricorda, gli oggetti che si muovono vicino alla velocità della luce si contraggono nella loro direzione di movimento. E chi può dire che la particella non sia effettivamente a riposo mentre la Terra si muove verso di essa? Sì, è tutto lì nella fisica. La Terra si muove verso la particella quasi alla velocità della luce ed è immensamente contratta nella sua direzione di movimento. Come Stevens mette nel video:

La scienza, ovviamente, rifiuta una teoria se una migliore si adatta a più delle nostre osservazioni, ma perché l’ossessione egoistica con le nostre osservazioni? Una particella di raggi cosmici potrebbe usare lo stesso metodo scientifico che usiamo e concludere che la Terra era, in realtà, piatta.

Il filosofo tedesco Friedrich Nietzsche, un precursore del postmodernismo del xix secolo, scrisse: ‘Non ci sono fatti, solo interpretazioni. Ma anche questa è un’interpretazione. Ciò che Nietzsche scrisse veramente fu: ‘Es gibt keine Tatsachen, sondern nur Interpretationen.’E questo, ancora, è un’interpretazione di modelli di inchiostro su un pezzo di carta.

E forse Nietzsche aveva torto-potrebbe esserci qualcosa di più fondamentale delle interpretazioni. Dopotutto, affinché le teorie della gravitazione esistano in primo luogo, ci deve essere qualcosa che deve essere spiegato. Anche una completa e totale negazione della gravitazione in una qualsiasi delle sue varie formulazioni-newtoniana, relativistica, emergente-ammetterebbe che c’è qualcosa che osserviamo che potrebbe essere solo un’illusione. Nulla può minare il fatto fondamentale che esiste un’osservazione di base chiamata gravità che deve essere spiegata. Tutte le interpretazioni divergono da questa osservazione, radicata nell’esperienza condivisa degli esseri umani.

Come scrisse una volta il compianto scrittore scientifico Isaac Asimov in una lettera esasperata a uno studente paternalistico:

John, quando la gente pensava che la Terra fosse piatta, si sbagliavano. Quando la gente pensava che la Terra fosse sferica, si sbagliavano. Ma se pensi che pensare che la Terra sia sferica sia sbagliato quanto pensare che la Terra sia piatta, allora la tua visione è più sbagliata di entrambe messe insieme.