Dove nasce l'universo. La materia primordiale tra Cern e galassie

Dove l’universo viene fatto tornare indietro, non metaforicamente, ma fisicamente. È il Cern di Ginevra, dove l’acceleratore LHC ricrea, per frazioni infinitesimali di secondo, le condizioni che esistevano pochi milionesimi di secondo dopo il Big Bang. È qui che l’esperimento Alice ha osservato uno dei segnali più caratteristici della materia primordiale: il cosiddetto flusso anisotropo. Immaginiamo una minuscola goccia di materia che, subito dopo l'impatto, non si espande in modo uniforme come un'esplosione sferica, ma segue direzioni preferenziali, comportandosi come un fluido quasi perfetto. Questa distribuzione non uniforme delle particelle è la firma inequivocabile del plasma di quark e gluoni: lo stato "liquido" e caldissimo in cui l’universo si trovava nei suoi primissimi istanti di vita, prima che la materia si condensasse in atomi. La notizia è stata pubblicata su "Nature Communications", con un dettaglio importante: questo segnale è stato rilevato non solo nelle collisioni tra nuclei pesanti, come il piombo, ma anche tra particelle molto più leggere, come i protoni. È un risultato che costringe a rivedere i modelli: il plasma primordiale, finora considerato legato a condizioni estreme e specifiche, può emergere anche in contesti diversi. In altre parole, l’origine dell’universo non è più soltanto un punto lontano nel tempo. È qualcosa che può essere ricreato, osservato, studiato. Ma cosa significa davvero “origine dell’universo”? Non è soltanto una questione temporale — il momento iniziale, i primi microsecondi dopo il Big Bang — ma anche una questione di stato della materia. L’origine è una condizione fisica: temperature estreme, densità altissime, particelle libere prima che si organizzino in protoni, neutroni, atomi. È un equilibrio instabile che, raffreddandosi, dà forma a tutto ciò che conosciamo. E questa condizione, sorprendentemente, non appartiene solo al solo passato cosmico.

La stessa logica che guida gli esperimenti del Cernsi ritrova, su scala cosmica, nel cuore della nostra galassia. Nella cosiddetta Zona Molecolare Centrale (Zmc), una nube di gas freddi e polveri che circonda il buco nero galattico, osservazioni recenti del progetto Aces hanno rivelato una complessità inattesa: filamenti di materia, strutture quasi frattali, molecole semplici e complesse che scorrono e si aggregano alimentando la nascita delle stelle. «La struttura del gas è estremamente complessa», osserva Mattia Sormani dell’Università degli Studi dell’Insubria, sottolineando come fenomeni di questo tipo possano essere compresi solo con strumenti di calcolo molto avanzati avanzati. Queste regioni, insieme agli eventi osservati nelle collisioni tra ammassi stellari — anche nelle Nubi di Magellano — condividono una caratteristica fondamentale: replicano condizioni che ricordano quelle dell’universo primordiale. Ambienti caotici, estremi, dove la materia non è ancora stabilizzata, dove le stelle nascono e muoiono rapidamente, dove la chimica è in continuo divenire.

È qui che la ricerca delle origini incontra un’altra domanda, meno evidente ma altrettanto centrale: quella sulla vita. L’astrobiologia, infatti, non cerca semplicemente organismi. Cerca condizioni. Cerca quei contesti in cui la materia può organizzarsi in forme complesse. Le molecole osservate nella Zona Molecolare Centrale — dal metanolo all’etanolo fino a composti più articolati — non sono vita, ma sono i suoi precursori. Indicano che la chimica organica può emergere anche in ambienti estremi, lontani da qualsiasi analogia terrestre. Capire le origini dell’universo, allora, significa anche restringere il campo: capire dove la vita potrebbe emergere o sia già emersa e che magari ha incrociato il nostro passato e di nuovo lo incrocerà nel futuro. Ma qui il discorso si fa più sottile. Perché la definizione stessa di vita non è univoca. Se la intendiamo come la conosciamo — basata sul carbonio, sull’acqua, su una certa stabilità chimica — allora il nostro sguardo è inevitabilmente limitato. Ma nulla garantisce che tutte le forme di vita debbano somigliarci. Da decenni si ipotizzano strutture alternative, basate su elementi come il silicio. E oggi, con lo sviluppo di sistemi artificiali sempre più complessi, si apre anche una possibilità ulteriore: che la vita, o qualcosa di molto simile, possa emergere da processi se non biologici almeno ibridi. La scienza, su questo, resta prudente. Non ci sono evidenze di vita extraterrestre. Non ci sono prove. Ma c’è una consapevolezza che cresce, lentamente: che le condizioni per la complessità sono diffuse.

Per questo gli esperimenti come Alice non sono solo esercizi teorici. Non si limitano a descrivere ciò che è stato. Indicano ciò che può accadere. Se il plasma primordiale può emergere anche in condizioni diverse da quelle previste, allora anche i processi che da quella materia derivano potrebbero essere più comuni di quanto immaginiamo. E forse è proprio qui il punto più profondo: studiare l’origine dell’universo non significa solo guardare indietro. Significa capire se quell’origine è ancora, in qualche forma, presente. Se continua a riemergere nei luoghi più estremi del cosmo. E in quei luoghi — invisibili, instabili, lontani — si gioca una domanda che la scienza formula con cautela: se le condizioni ci sono, quanto è plausibile che "l'altro" non solo sia già accaduto, ma sia già parte del nostro presente?