Georges Lemaître: Il prete che trovò l'inizio del tempo

Quando papa Pio XII suggerì, in un discorso del 1951, che la teoria del Big Bang offrisse una conferma scientifica del Libro della Genesi, il prete che aveva effettivamente proposto la teoria si oppose. "Per quanto riesco a vedere, una tale teoria rimane completamente al di fuori di qualsiasi questione metafisica o religiosa", disse Georges Lemaître, che persuase discretamente il Vaticano a smettere di fare pubblicamente tale collegamento. Fu un piccolo momento rivelatore di un uomo che trascorse la sua carriera insistendo sul fatto che il suo colletto romano e le sue equazioni appartenessero a due modi separati e non competitivi di comprendere il mondo — anche se fu lui a calcolare, matematicamente, che l'universo aveva avuto un inizio.

Ingegnere, soldato, seminarista

Georges Henri Joseph Édouard Lemaître nacque il 17 luglio 1894 a Charleroi, in Belgio, in una famiglia profondamente cattolica, e fu educato in una scuola gesuita prima di iniziare gli studi di ingegneria civile presso l'Università Cattolica di Lovanio. La sua istruzione fu interrotta dalla Prima Guerra Mondiale, durante la quale servì nell'artiglieria belga e ottenne diverse onorificenze militari per il suo servizio. Dopo la guerra cambiò completamente rotta, entrando in seminario mentre perseguiva un dottorato in matematica e fisica, completato nel 1920; fu ordinato sacerdote cattolico nel 1923, fondendo la sua formazione scientifica e la sua vocazione religiosa in un'unica, insolita carriera.

Il brillante allievo di Eddington

Dopo la sua ordinazione, Lemaître si recò a Cambridge per studiare sotto l'astronomo Arthur Eddington, uno dei fisici più rispettati dell'epoca e uno dei primi sostenitori della relatività generale di Einstein. Eddington descrisse in seguito il suo allievo come "uno studente molto brillante, meravigliosamente rapido e chiaroveggente, e di grande abilità matematica", un giudizio di una delle menti scientifiche più esigenti del periodo che aveva un peso reale nel piccolo mondo della cosmologia relativistica. Lemaître proseguì gli studi negli Stati Uniti, entrando in contatto diretto con la comunità astronomica americana che, in quello stesso momento, stava raccogliendo le prove osservative che il suo lavoro teorico avrebbe finito per spiegare.

Un universo in espansione, scoperto in modo indipendente

Nel 1927, Lemaître pubblicò un articolo in cui derivava soluzioni alle equazioni di campo gravitazionale di Einstein che descrivevano un universo in espansione — arrivandovi indipendentemente da un lavoro simile precedente del matematico russo Alexander Friedmann. Fondamentalmente, Lemaître andò oltre un puro esercizio matematico: predisse che la velocità di recessione delle galassie dovesse essere direttamente proporzionale alla loro distanza da un osservatore, una relazione che sarebbe stata in seguito confermata osservativamente da Edwin Hubble nel 1929 e nota per decenni come Legge di Hubble. Nel 2018, in riconoscimento della previsione teorica indipendente e precedente di Lemaître, l'Unione Astronomica Internazionale ha votato per rinominarla ufficialmente Legge di Hubble-Lemaître.

L'atomo primordiale

Lemaître spinse la sua matematica del 1927 fino alla sua conclusione logica e, all'epoca, profondamente fuori moda: se l'universo si stava espandendo, allora far tornare indietro l'espansione nel tempo significava che doveva aver avuto origine da uno stato estremamente denso e compatto. Nel 1931 propose che tutta la materia dell'universo fosse stata un tempo condensata in un unico punto, che chiamò "atomo primordiale", un'ipotesi che divenne il seme teorico di ciò che oggi è noto come teoria del Big Bang — un nome coniato nel 1950 dall'astronomo Fred Hoyle, uno scettico della teoria che in seguito insistette sul fatto che la frase fosse intesa solo come una comoda scorciatoia, non come uno scherno, sebbene sia rimasta tale indipendentemente dalla sua intenzione. Einstein stesso resistette inizialmente all'idea di un universo non statico e in evoluzione, una resistenza che svanì solo dopo che le osservazioni del redshift galattico di Hubble del 1929 fornirono una conferma indipendente che l'universo era, di fatto, in espansione.

Fede e fisica, tenute separate

Lemaître divenne professore a tempo pieno di astrofisica a Lovanio nel 1927 e in seguito servì come presidente della Pontificia Accademia delle Scienze in Vaticano, una posizione che lo pose all'intersezione diretta della vita istituzionale cattolica e della fisica di frontiera. Fu coerente e fermo nel sostenere che le due cose non dovessero essere confuse: sosteneva che scienza e religione fossero "interpretazioni diverse e parallele del mondo", e quando papa Pio XII lasciò intendere pubblicamente che il Big Bang supportava la dottrina della Creazione, Lemaître lavorò affinché quella cornice teologica venisse ritirata dalle dichiarazioni ufficiali della Chiesa, insistendo sul fatto che la sua cosmologia non comportava implicazioni religiose in nessuno dei due sensi.

Perché Georges viene chiamato un genio

Il genio di Lemaître risiedeva nella sua volontà di fidarsi della matematica della relatività generale fino alla sua conclusione completa e controintuitiva — che l'universo non era lo sfondo fisso ed eterno che quasi ogni fisico della sua epoca, incluso Einstein, presumeva che fosse — e di derivare una previsione specifica e verificabile da quella conclusione due anni prima che le osservazioni di Hubble esistessero per confermarla. La valutazione di Eddington di lui come studente di eccezionale chiarezza e abilità matematica non fu un'adulazione retrospettiva; arrivò prima delle scoperte cosmologiche di Lemaître e fu confermata da esse, e la ridenominazione della Legge di Hubble nel 2018 è un caso raro in cui l'establishment scientifico corregge formalmente il registro storico a favore di una figura, decenni dopo la sua morte. La complicazione onesta è che Lemaître ha lavorato in stretta e sovrapposta compagnia con dei giganti — Friedmann era giunto a equazioni simili indipendentemente e prima, Eddington lo formò, e fu il telescopio di Hubble, non solo la matematica di Lemaître, a convincere l'establishment della fisica che la teoria era reale. Il suo genio stava nello specifico, coraggioso salto inferenziale dalle equazioni a una previsione falsificabile sulla storia dell'universo — un salto che diversi brillanti contemporanei, Einstein incluso, inizialmente si rifiutarono di fare.

Eredità

Lemaître continuò a insegnare a Lovanio fino al suo pensionamento nel 1964, subì un infarto nello stesso anno e fu riospedalizzato nel giugno 1966. Mentre era in ospedale, il suo amico ed ex allievo Odon Godart gli parlò della scoperta da parte di Arno Penzias e Robert Wilson della radiazione cosmica di fondo a microonde — la prova osservativa che confermò finalmente l'origine calda e densa dell'universo che egli aveva proposto più di tre decenni prima. Lemaître morì pochi giorni dopo, il 20 giugno 1966, a settantun anni, avendo vissuto appena abbastanza per sapere che la sua teoria era stata dimostrata corretta. Il prete che insisteva affinché la sua fisica e la sua fede fossero tenute in stanze separate è oggi accreditato come il teorico fondatore del racconto della cosmologia moderna su come tutto ebbe inizio.