Viviamo in un multiverso a bolle?

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Sicuramente avrete sentito parlare della teoria degli universi a bolle secondo la quale il nostro universo sarebbe solo uno degli infiniti universi a forma di bolle che emergono da una schiuma quantistica di un universo progenitore.

Bene, la cosa non è una semplice idea, una idea campata in aria. Ci sono delle evidenze. Solo evidenze per ora.
In pratica in ogni momento universi nascono e si espandono vertiginosamente.

Tralascio la teoria e vengo al sodo.
In un certo senso c’ha a che fare la radiazione cosmica di fondo, quella radiazione elettromagnetica residua prodotta dal Big Bang che permea l’universo che non è altro la luce più antica finora osservata.
Studiando tale radiazione gli scienziati hanno osservato delle anomalie su larga scala che essi non erano in grado di spiegare.

Il matematico dell’Università di Oxford, Roger Penrose e il un suo collega hanno individuato dei cerchi concentrici simili alle onde circolari. Per loro sono le tracce di un “tempo” precedente al Big Bang.
Uno scontro tra giganteschi buchi neri talmente potente da generare perturbazioni gravitazionali capaci di raggiungere l’universo successivo ed alterare la radiazione cosmica di fondo.

Ora, per la prima volta, un team di fisici e cosmologi di Londra potrebbe aver messo a punto un metodo efficiente per saggiarne la validità sui dati osservati sulla mappa della radiazione di fondo.

La scoperta di altri cerchi concentrici per i teorici degli universi bolla non sarebbero altro che la “collisione” di due universi bolla.
L’assunto di partenza del metodo messo a punto dai cosmologi londinesi è che all’epoca dell’inflazione, gli “universi della bolla accanto” possano essere entrati in collisione con il nostro. Collisioni delle quali potrebbe esser rimasta qualche traccia proprio nella radiazione cosmica di fondo.

Risultato di questa prima incursione porta la evidenza di quattro ‘feature’, quattro zone della mappa potenzialmente adatte a candidarsi come impronte di universi a bolla. Un numero da prendere quanto mai con le molle, come sottolineano gli stessi ricercatori, visto che si tratta di risultati molto preliminari, non ancora significativi e certo non conclusivi che quelle feature siano le “ammaccature” d’un incidente avvenuto all’alba del tempo fra la nostra e un’altra bolla.

La teoria dei multiversi è una delle possibilità più affascinanti, ma ve ne sono molte altre. Aspettiamo, e sapremo.

Entrambi i casi sembrano, comunque, confermare la esistenza di mondi preesistenti. Invece di un singolo Big Bang ce ne sono dunque infiniti, ciascuno originato a sua volta in un altro universo.

Questo scenario collima perfettamente con la teoria delle stringhe, la prima teoria ad ipotizzare i multiversi. Eppure tanto derisa e bistrattata.


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Biologia: geni accesi e geni spenti.

Genericamente, per mutazione genetica si intende un cambiamento nella successione o il numero delle basi di un gene dovuto al caso, o ad agenti esterni o da errori durante la replicazione del DNA.

Questa concezione di mutazione genetica non giustifica l’evoluzione dei tratti tipicamente umani rispetto agli scimpanzé come la formazione del cervello di grandi dimensioni, andatura bipede e attitudini di accoppiamento sessuale caratteristico.

Le recenti ricerche portano a dire che la separazione tra la nostra linea di discendenza e quella degli scimpanzé i genomi dei nostri antenati si sono spogliati di “interruttori” che attivavano geni fondamentali durante lo sviluppo già molto tempo prima della comparsa del Neanderthal.
Ok, senza entrare nei dettagli, diciamo subito quali sono stati questi interruttori mancanti che hanno permesso al genere umano di essere quello che siamo oggi: esseri intelligenti e socialmente evoluti.

Cervello umano.
Lo studio di un particolare segmento del DNA “attivava” il vicino gene neuronale nei punti precisi del cervello in fase di sviluppo.
Questo gene è coinvolto in un processo fondamentale, ovvero contribuisce a eliminare i neutroni in eccesso prodotti durante lo sviluppo embrionale.
La scomparsa di questo interruttore avrebbe favorito così l’evoluzione del cervello umano alle dimensioni maggiori rilasciando il “freno” che altrimenti ne avrebbe ostacolato la crescita.

Scheletro ed arti umani.
Altra ricerca ha portato alla individuazione di un interruttore che attivava il gene coinvolto nella crescita dello scheletro, in particolare nello sviluppo delle zampe posteriori e precisamente delle dita.
Nel piede degli esseri umani quattro dita, dal secondo al quinto, sono più corte che nelle scimmie e queste alterazioni rendono il piede più adatto all’andatura eretta.
Non è difficile capire come gli interruttori cerebrali e scheletrici si inseriscono nel processo dell’evoluzione umana. La perdita di entrambi appare sempre più legata a due caratteristiche umane: cervello di grandi dimensioni e andatura bipede.

Organo sessuale maschile.
Avete mai sentito parlare di pene spinoso? Ce l’hanno alcuni primati, ma anche altri mammiferi, tra cui roditori, gatti, pipistrelli e opossum e variano da semplici coni microscopici a grandi aculei multipli. Sono come le nostre unghie. Possono servire a seconda della specie: accentuare la stimolazione, indurre l’ovulazione, rimuovere lo sperma deposto da altri maschi, o irritare il rivestimento vaginale per limitare l’interesse della femmina all’accoppiamento con altri esemplari.

Il tempo di copulazione dei primati con pene spinoso è molto breve: nello scimpanzé in genere è inferiore ai dieci secondi.
Gli esperimenti effettuati nel passato sui primati hanno dimostrato che la delezione degli interruttori che attivano il gene coinvolto alla produzione di spine hanno allungato di due terzi il tempo di copulazione.

Da queste osservazioni si può dedurre che la perdita di spine del pene è stata uno dei cambiamenti avvenuti negli esseri umani che hanno reso l’atto sessuale più lungo e quindi più intimo di quello dei nostri antenati spinosi.

I ricercatori ritengono che la perdita delle spine rientri in una lunga serie di cambiamenti che hanno avuto effetti di vasta portata nel percorso evolutivo dell’uomo. Hanno modificato il nostro modo non solo di accoppiarci ma le cure parentali.
Negli scimpanzé i maschi competono per accoppiarsi con il maggior numero possibile di femmine fertili. le cure parentali sono affidate interamente alle femmine e finchè lo svezzamento non è completo le femmine non si riproducono più.
Negli esseri umani i legami di coppia sono piuttosto fedeli e stabili, i maschi partecipano spesso alla cura dei figli.
Nel contempo il periodo di svezzamento si è allungato aumentando il periodo di tempo disponibile per l’apprendimento e di conseguenza lo sfruttamento del cervello grande.

Conclusione.
Da questo punto di vista, possiamo dire e affermare che le storie di queste tre delezioni sono concatenate ed hanno posto le basi per la evoluzione del genere umano.

(Fonte: Le Scienze)

 

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Biologia: gli anelli mancanti

genetica

E’ la prima volta che mi capita di parlare di biologia perché non sono preparato in materia, ma un articolo su “le Scienze” ha stravolto quelle che erano le mie convinzioni e forse anche le vostre.
Di cosa parlo? Mutazione dei geni dell’essere umano.

E’ dato per provato che il genere umano sia la evoluzione dei primati. Nel caso degli scimpanzé e gli esseri umani la parentela tra le due specie è confermata dai genomi che sono identici al 99%.
Una progressiva evoluzione ci ha portati man mano ad una posizione eretta ed infine intelligente, quello che siamo oggi. Questa idea ci fa pensare che altri geni si siano aggiunti nel nostro DNA e che ci hanno resi quello che siamo oggi se solo pensate alla trasformazione che hanno dovuto subire i piedi, gli arti superiori, la eliminazione dei peli, e soprattutto l’evoluzione del cranio se pensiamo che il cervello umano è molto più grande di quello dello scimpanzé (1400 centimetri cubi contro i 400) ragione per cui siamo quello che siamo oggi.
Insomma qualcosa deve essere successo al nostro DNA se ci siamo trasformati in esseri intelligenti. E non è stato solo il tempo e le condizioni ambientali.
Qual è stata la causa prima?

Ciò che ci rende differenti da uno scimpanzé non deriva dall’aggiunta di geni al nostro DNA, come si potrebbe pensare, bensì da perdite: ovvero dalla scomparsa di segmenti di DNA.
Se avete qualche dubbio, come l’ho avuto io, allora seguitemi che l’argomento è interessante.

Diversi laboratori di ricerca si sono dedicati alla ricerca di una qualche parte di questo DNA perduto nel tempo confrontando il genoma umano con quello di altri mammiferi e di antichi esseri umani: il Neanderthal e i nostri cugini meno conosciuti, i denisovani.
Si è scoperto che durante gli 8 milioni di anni circa trascorsi dalla separazione tra la nostra linea di discendenza e quella e quella degli scimpanzé i genomi dei nostri antenati si sono spogliati di “interruttori” che attivano geni fondamentali durante lo sviluppo. Poiché anche i Neanderthal ne erano sprovvisti è evidente che la scomparsa è avvenuta presto nel nostro percorso evolutivo.

La perdita di queste sequenze di DNA sembra collegata a tratti tipicamente umani: il cervello di più grandi dimensioni, andatura bipede e l’accoppiamento sessuale.
Anche se più o meno in tutte le cellule somatiche umane sono presenti gli stessi 20.000 geni (circa), non tutti sono attivati ovunque e nello stesso momento. Solo alcuni geni servono, per esempio, per costruire un cervello, le ossa, o i capelli.

Le ricerche hanno identificato più di 500 segmenti di DNA che non si sono conservati nel genoma umano ma si trovano ancora negli scimpanzé e in altri mammiferi.
In pratica tratti di DNA erano presenti negli scimpanzé mentre altri erano assenti nel genoma umano, cioè persi dopo la separazione tra la nostra linea evolutiva e quella degli scimpanzé. Ne sono stati rintracciati più di 500.

All’origine di tutto questo ci sono degli interruttori capaci di alterare lo sviluppo nei mammiferi. Tratti di segmenti di DNA che contengono interruttori di “accensione”.
Trovare gli interruttori mancanti non è stato facile, perché i genomi sono immensi. Il nostro contiene 3,2 miliardi di basi, circa 100 milioni delle quali lo differenziano da quello degli altri primati.

Tre segmenti in particolare sembrano essere interruttori genetici. La perdita di due di questi interruttori ha permesso la crescita del cervello e l’evoluzione dei legami di coppia negli esseri umani.

Di questo ne parlo nel prossimo post. Se vi intriga. Altrimenti fa lo stesso.

(fonte: Le Scienze n.587)

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La particella Xi.

Xi.jpg
(nell’immagine  il simbolo attribuito a Xi)

Importante scoperta al Cern di Ginevra dove è stata individuata la particella Xi inseguita da decenni.
L’esistenza di questa particella della famiglia dei barioni era infatti attesa dalle teorie attuali.

La particella appartiene alla famiglia dei barioni, la stessa di cui fanno parte protoni e neutroni che costituiscono la materia visibile, e come tutti i barioni è composta da tre quark.

I quark scoperti sono ben sei: up (u), down (d) charm (c), strange (s), top (t), bottom (b), tutti con masse molto diverse fra loro. Il protone ha la combinazione: u + u + d; il neutrone invece la combinazione complementare: u + d + d.
I sei tipi di quark  in teoria si possono combinare in molti modi diversi per formare altri tipi di barioni.

La particella “generica” Xi appena scoperta può avere molte combinazioni di quark. Quella appena trovata è appunto composta da due quark charm c + c più un quark più leggero (u) ed ha una massa di circa 3621 MeV/c^2, quasi quattro volte quella del protone. È la prima volta che una particella di questo tipo viene individuata in modo non ambiguo.

Se non siete addentro alla materia vi state domandando dove sta la scoperta.
Nei barioni finora noti si trova al massimo un solo quark pesante, mentre la particella Xi ha due quark pesanti (due quark charm e un quark up). E i quark pesanti decadono velocemente.

L’aspetto sorprendente della scoperta è che i due quark pesanti al suo interno come stelle orbitano l’una attorno all’altra e il quark più leggero attorno al ”sistema binario”.

Trovare un barione con due quark pesanti è di grande interesse perché può fornire uno strumento unico per approfondire la cromodinamica quantistica, la teoria che descrive l’interazione forte, una delle quattro forze fondamentali ed aiutare a studiare la “colla” che unisce la materia.

(fonte: MediaInaf)

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I misteri dei muoni: parte seconda

raggicosmici2.jpg

Da tutto lo spazio arrivano verso la terra i raggi cosmici che, appena entrano negli strati superiori dell’atmosfera, producono moltissimi muoni.
I muoni sono delle particelle instabili che “vivono” circa 2,2 microsecondi (10-6). Cioè dopo circa 2,2μs decadono, in genere in un elettrone e in una coppia di neutrini.
Il “circa” 2,2μs sta ad indicare che il fenomeno del decadimento è un fenomeno statistico, qualcuno decade in più tempo, qualcuno in meno, ma “in media” dopo un tempo t°=2,2 μs, chiamato vita media, la metà di essi è decaduta, non c’è più.

Ed ecco il problema: questi muoni sono velocissimi, la loro velocità è quasi uguale a quella della luce, è il 99,92% di quella della luce, cioè v ≅c .
Con questo dato possiamo calcolare quanto viaggiano nell’atmosfera prima di disintegrarsi. E’ facile, basta calcolarla con la formuletta s=vt.

s=3×108 m/s x 2,2×10-6s ≅ 660 m

Prima di decadere i muoni percorrono circa una distanza s=660 m . Ma sulla terra ne arrivano più della metà! E l’atmosfera ha uno spessore di circa 15 km, cioè 15’000 metri. Come fanno quindi ad arrivare sulla Terra attraversando 15’000 metri di atmosfera, se “muoiono” dopo 660 metri? Eccolo il problema! E non abbiate paura: tutti i calcoli fatti sono giusti

Da quando avete cominciato a leggere questo articolo il vostro corpo è stato attraversato da circa 5000 muoni, mentre secondo le teorie della fisica classica, cioè secondo il calcolo che abbiamo appena fatto, questo non sarebbe dovuto succedere.

Quindi? – mi domanda il mio amico cane.
Quindi – rispondo – il fatto sta nel fatto che la formuletta che abbiamo usato non va bene perchè abbiamo usato i concetti della fisica classica, che in molti casi, quando gli oggetti sono molto veloci, non funziona. Per risolvere questo problema bisogna ricorrere alla relatività. Sempre lei quando si tratta di particelle che viaggiano a velocità quasi pari a quella della luce.

A questo punto, mio caro amico a quattro zampe, devi apprestare un po’ di attenzione.
Il “tempo”, cioè la durata di un evento, non è una grandezza assoluta ed immutabile, come pensavano Newton, Galileo e tutti i fisici fino al 1905 nella meccanica classica. Nella Relatività le cose si complicano.
E’ un po’ difficile capirlo, ma lo scorrere del tempo varia se misurato da un osservatore che viaggia con l’oggetto, ovvero se l’osservatore è lo stesso muone o se l’osservatore che misura lo stesso evento è a terra. I fisici dicono che dipende dal sistema di riferimento. Si parla di relatività del tempo.
Tutto questo è valido solo se queste velocità sono molto ma molto alte, diciamo vicine alla velocità della luce (300’000 km/s). Se gli oggetti sono più lenti non ce ne accorgiamo.

Ok, fatto questo breve ripasso, andiamo avanti. Ritorniamo ai nostri muoni mentre si apprestano ad attraversare l’atmosfera.
Secondo la fisica “classica” questi muoni sulla Terra non ci dovrebbero arrivare proprio, ma in realtà ci arrivano. Non è una impressione! E’ un fatto. Perché?

raggicosmici

Relatività del tempo.
Quando il muone sta (quasi) fermo misuro una vita media di 2,2 µs. Ed anche lui (il muone) misura questa durata. Se avesse al polso un orologio fatto partire alla sua nascita, in media decadrebbe (morirebbe) quando l’orologio segna 2,2 µs.
Ma se questo muone va molto veloce, per esempio rispetto alla Terra, per me che sto sulla Terra, il tempo di decadimento “nel mio sistema”, quindi sulla Terra, è più grande, c’è una dilatazione del tempo.
Spiego.

Per un muone che viaggia ad una velocità v=0.9992c dal fattore di Lorenz ricaviamo.

fattore di Lorenz muoni

Ovvero per il muone atmosferico il tempo si dilata di circa 25 volte.
Cosa significa?
t=t° *25= 2,2*25=55 µs
significa che per me che sto sulla Terra la vita media del muone si è allungata a 55µs.

E’ facile calcolare lo spazio percorso dal muone in questo tempo.
s= v t = 3*108*55 10-16 ≅ 16km

Ecco perché molti dei muoni (circa il 40%) arrivano sulla Terra.

Il tempo, cioè la durata di un evento, è relativo al sistema in cui avviene l’evento, che lo si osservi o no.

Relatività dello spazio.
Ora mettiamoci nei panni del muone, cioè di un osservatore che stia a cavallo del muone.
Il muone, nel suo sistema, sta fermo, quindi vive 2,2 µs; come fa a giustificare il fatto che riesce ad arrivare sulla Terra?
La Relatività ci dice che una certa lunghezza L, misurata in un sistema in cui L sta ferma (per esempio lo spessore dell’atmosfera), si accorcia se la guardo da un sistema in movimento rispetto ad essa.

A questo punto ho il sospetto che il mio cane ha una gran confusione in testa. E non ha tutti i torti.
Quindi spiego meglio, anche se devo far ricorso alle formule, che comunque sono di facile comprensione.
Consideriamo L=Δx lo spazio misurato tra due punti dall’osservatore a terra nel tempo Δt.
Sia L’=Δx’ lo spazio misurato da un osservatore a cavallo del muone nel tempo Δt’.

Δx=vΔt
Δx’=vΔt’
Dove Δt=ƴΔt’

Si ricava:
Δx’=Δx/ƴ

dove ƴ=25
Per il muone l’atmosfera si è ridotta dello stesso fattore ƴ=25.
Quindi se l’atmosfera ha lunghezza Δx=15Km il muone vede lo spazio avanti a sé di

L=15000/25=600 metri.

Ecco perché, non tutti, ma una buna parte dei muoni riesce ad attraversare l’atmosfera.

Quindi per tirare le somme: dalla Terra si vede un muone con la vita più lunga, dal muone si vede l’atmosfera più corta.

Conclusione
Punto di vista della Terra
Il muone ha una vita media di 2,2 µs. Rispetto alla Terra si muove a velocità c. La sua vita media si dilata di 25 volte, diventa 55 µs e può quindi percorrere circa 16 km e molti muoni arrivano sulla Terra.
Punto di vista del muone
Il muone ha una vita media di 2,2 µs, è in movimento rispetto alla Terra e all’atmosfera, che vede “accorciata” di un fattore 25, quindi la vede spessa circa 600 m e in media molti muoni riescono ad attraversarla e ad arrivare sulla Terra

Lo so che la cosa è dura da accettare, ma le cose stanno così.

Il mio cane che è rimasto in silenzio finora, mi guarda e mi domanda: se i muoni ci arrivano addosso ad una velocità quasi uguale a quella della luce, come si fa a dire che da fermo decadoni in media in 2.2 µs?

Non mi chiedere troppo caro amico.

(bibliografia: Carlo Cosmelli, Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)

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I misteri dei muoni.

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Vabbè – mi dice il mio cane – prima di dirmi quali sono i misteri dei muoni, spiegami cosa sono i muoni.
Hai ragione – rispondo.

Fu nel 1936 quando Anderson e Neddermeyer scoprirono una nuova particella di massa intermedia tra l’elettrone e il protone.
Inizialmente era stata ipotizzata la possibilità che il muone fosse uno stato eccitato dell’elettrone, il che significa che è instabile ed entro breve tempo deve trasformarsi o decadere.
Attualmente il muone fa parte delle particelle di seconda generazione. Nel modello standard è considerato un leptone, le particelle “leggere” come gli elettroni.

Massa, decadimento e velocità
In realtà la massa a riposo dei muoni è di 105,6 MeV/c2, circa 207 volte la massa dell’elettrone, e come l’elettrone ha carica negativa e spin 1/2. Per questa ragione viene anche pensato come un elettrone pesante.
Due sono le caratteristiche notevoli del muone: la sua velocità di decadimento e la sua velocità che è molto prossima a quella della luce.
Per quanto riguarda il decadimento, è stato misurato accuratamente che corrisponde a circa 2.10-6 secondi (circa 2 nano secondi, 2 milionesimi di secondo). In questi pochi istanti di vita il muone si trasforma in un elettrone ed un neutrino muonico anche se questo tipo di decadimento non è stato mai osservato e per questo il muone è considerata una particella a sé. Il decadimento tipico è la trasformazione e +υe+υµ ovvero un elettrone e due neutrini.

A questo punto il mio cane mi interrompe per chiedermi di non dilungarmi troppo nella spiegazione ma di chiarire da dove provengono e spiegare subito i suoi misteri.
Devo dire che il mio cane ha ragione, perché  un lettore occasionale potrebbe annoiarsi.

il mistero dei muoni

Raggi cosmici e muoni.
I muoni sono una evidente causa di particelle più pesanti provenienti dallo spazio, sono le uniche che raggiungono il terreno (quindi rilevabili) e sono importanti anche per la relazione che hanno con i neutrini.
Le particelle che arrivano dallo spazio non sono altro che particelle subatomiche, ovvero frammenti di atomi (principalmente protoni e nuclei leggeri) – storicamente chiamati raggi cosmici – che provengono da vari corpi celesti: pulsar, stella di neutroni, magnetar (resti di supernove), buchi neri, quasar, active galaxy nuclei.

Primo mistero dei muoni.
I raggi cosmici accelerati dalle sorgenti nello spazio si propagano a velocità relativistiche e perciò posseggono energie enormi.
Quello che avviene a terra è una pioggia ad intermittenza di raggi cosmici. E’ l’impatto tra raggi cosmici e atmosfera terrestre a produrre un numero di particelle elementari chiamate muoni, per l’appunto.
Quando una particella dei raggi cosmici si scontra con una molecola dell’atmosfera terrestre, genera una cascata di particelle secondarie.
In realtà i ricercatori hanno registrato che gli sciami di raggi cosmici che interagiscono con l’atmosfera generano una quantità di muoni decisamente superiore a quello previsto dai modelli di creazione di queste particelle elementari elaborati sulla base dei dati ottenuti con il Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra.
Questo potrebbe significare che a energie di collisione superiori a quelle attualmente raggiunte da LHC, nell’ordine dei teraelettronvolt, l’interazione forte – una delle quattro forze fondamentali della natura, coinvolta nella generazione dei muoni e nella formazione dei nuclei atomici – si comporta in modo differente da quanto avviene a energie minori.

Il seguito al prossimo post.
…… continua ……


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Libero arbitrio spiegato al mio cane.

Domino Effect People Fall in Row

Una tartarughina appena nata va diritta in mare.
Lo chiamiamo istinto. Altri animali già poche ore dopo essere venute al mondo sanno procurarsi il cibo e difendersi. Le formiche, le api nascono già sapendo cosa devono fare. Perché?
Noi lo abbiamo chiamato istinto primordiale. E’ come se fin dalla nascita gli animali sono programmati per svolgere precise funzioni.
Al momento della venuta al mondo gli umani, al contrario, non hanno alcun istinto, non sanno cosa fare, neanche quello di ciucciare al seno della madre che gli viene indotto. E’ come dire che a differenza degli animali l’uomo nasce senza istinto, ma porta con sé una “capacità” innata più spiccata degli animali: l’apprendimento.

Anche gli animali apprendono – mi obietta il mio cane – anche gli animali apprendono dal comportamento dei propri genitori.
E’ vero – rispondo – ma l’uomo ben presto è portato ad elaborare le informazioni ricevute, anche in maniera complessa per risolvere problemi e situazioni complicate. Capacità che in voi animali resta come congelato.

Questa facoltà di decidere oltre l’istinto gli uomini la chiamano “arbitrio”, ovvero la facoltà di decidere consapevolmente le proprie decisioni, la capacità di scelta nell’operare e nel giudicare.

Ma voi umani – mi controbatte il mio cane – siete proprio convinti di agire “consapevolmente”? Siete proprio sicuri di essere consapevoli nel giudicare?
Questa è una bella domanda, amico mio – rispondo – E’ la domanda a cui neuro-scienziati, filosofi e religiosi si affannano a dare una risposta da decenni con un esteso dibattito dove ognuno rivendica le proprie posizioni.

La domanda infatti è se esiste un arbitrio “libero”, o se le nostre scelte sono determinate da fattori fisici, genetici e ambientali. In pratica è ragionevole per noi umani domandarci quanto è libero il nostro libero arbitrio.

L’arbitrio, da non confondere con la ragione o la intelligenza, infatti coincide con la scelta, che può essere “obbligata” da ragioni di necessità, da mancanza di alternativa.
Ci sono poi delle scelte che noi umani chiamiamo di cuore, i sentimenti per esempio non necessitano di un libero arbitrio.

Allora – mi domanda il mio amico a quattro zampe – perché lo chiamate libero?

Perché ci piace immaginarlo.
Noi umani lo facciamo centinaia di volte in un giorno forse anche migliaia senza accorgercene. Ci alziamo la mattina e ci infiliamo automaticamente nel bagno, scegliamo l’abito da indossare anziché un altro, al bar scegliamo un cornetto anziché un altro, poi automaticamente prendiamo la strada per il lavoro. Prendiamo decisioni per noi stessi, per la famiglia, per gli altri.

In tutti questi casi, concepiamo noi stessi come agenti liberi, che controllano “consapevolmente” il proprio corpo per raggiungere uno scopo.
Questo a volte può indurci a pensare di aver fatto le scelte giuste quando in realtà non l’abbiamo fatta fra le tante altre alternative di scelta, o di aver fatto una scelta diversa da quella che abbiamo fatto in realtà. Questo vuol dire che non sempre abbiamo la consapevolezza di aver fatto la scelta giusta, ovvero che il libero arbitrio non è del tutto libero, ma semplicemente di aver preso decisioni con nessuna certezza di aver preso quella giusta.

Nell’ambito dell’estetica, poi, ci si potrebbe chiedere se l’artista crea liberamente o è in qualche modo condizionato dalla sua stessa arte.
Altri quesiti riguardanti il libero arbitrio riguardano le istanze sociali e/o bioetiche: sono libero di scegliere in che modo morire? Sono libero di amare chi voglio, sono libero di fare una rapina o sono in qualche modo condizionato dalla società e/o dalla biologia?

Per essere responsabili fino in fondo delle libertà di scelta dobbiamo conoscere non solo quali sono le diverse alternative implicate nella scelta, ma dobbiamo anche essere consapevoli del concetto stesso di responsabilità e degli effetti che le nostre azioni potrebbero avere sugli altri individui.

Il libero arbitrio, quindi, ha a che fare con le nostre capacità conoscitive.

Il determinismo infatti afferma che il nostro libero arbitrio è totalmente condizionato da istanze fisiche, psicologiche o biologiche.

Definizione.
Azzardiamo una definizione.

L’espressione “libero arbitrio” viene genericamente usata per indicare la libertà dell’uomo, i cui atti non sono determinati da forze superiori (di tipo soprannaturale o naturale), ma derivano da sue autonome scelte.

Anche noi animali – mi suggerisce il mio cane – in maniera meno complessa prendiamo decisioni in autonomia, non per questo ci poniamo il problema se è un nostro preciso libero arbitrio. Allora perché voi umani ne parlate tanto?
Il motivo è più complesso di quanto puoi pensare e che voi animali non potrete mai capire – rispondo.

Per capire faccio un esempio.
Le automobili ed i computer hanno il libero arbitrio? Certamente no.
Esse sono costruite dagli uomini e rispondo in tutto per tutto ai nostri comandi. Possiamo ripararle e modificarle. Nel caso dei computer possiamo migliorare le istruzioni per prendere decisioni sempre più complesse. Possiamo anche condizionarle nella scelta.
Ora la macchina dal suo punto di vista ritiene di operare secondo il “suo” libero arbitrio. Ma sappiamo che non è così.
Noi umani non siamo altro che una macchina neuronica e come un computer rispondiamo a precisi programmi immagazzinati in noi stessi che ci fanno ritenere di agire liberamente.

Libero arbitrio e religione.
La vera domanda relativa al nostro libero arbitrio è un’altra: siamo realmente in grado di discernere ciò che è bene da ciò che è male.
Questa affermazione infatti potrebbe sganciare il libero arbitrio dalle istanze etiche da decisioni che arrecano danno a persone e a cose.

Il monoteismo ebraico induce necessariamente a porre in Dio il principio del bene come del male fisico: non c’è cosa che lui non sappia e che lui non voglia. E’ impossibile che sopravvenga una calamità, qualsiasi azione nel passato, nel presente, nel futuro che non sia stata “voluta e prodotta” da Dio. Ovvero ogni avvenimento, ogni nostra azione è predestinata.

Queste affermazione sono in netto contrasto con il concetto di libero arbitrio.
Spiego meglio.
Nato sul terreno delle discussioni teologiche cristiane, in relazione alla conciliabilità tra onnipotenza e onniscienza divina e libertà umana, il libero arbitrio è in stretta connessione con i problemi della predestinazione e dell’origine del male.
In altre parole il libero arbitrio è la necessità religiosa di non attribuire a entità superiori la predeterminazione della vita umana, delle sue scelte, del male, delle ingiustizie nel mondo. La necessità di sottrarre Dio da qualsiasi responsabilità diretta per attribuirla esclusivamente alla volontà umana.

Infatti il dibattito si basa sulla volontarietà o meno di questa entità a creare “macchine” che possono generare “liberamente” il bene ma anche il male. Tutto ciò è in netto contrasto con la onnipotenza di Dio.
Allora ecco  la necessità di introdurre il peccato originale. La punizione e l’abbandono della razza umana a sé stesso, al suo destino, ad un libero arbitrio “svincolato” dalla sua volontà.
S. Agostino a questo proposito distingue il libero arbitrio dalla libertà perfetta, che l’uomo quindi avrebbe perduto in seguito al peccato originale, identificandolo come quel “posse non peccari” per cui esso diviene essenzialmente inclinazione al bene, pur potendo volgersi al male.

Tutto ciò comunque non giustificherebbe il comportamento di un Dio onnipotente (ovvero che può fare tutto) nel non interviene a “modificare” la sua macchina. Gli uomini lo fanno con le loro macchine. Non sarebbe poi così difficile per un essere onnisciente (dal sapere illimitato).
Questo getta ombre sulla reale volontà di Dio facendolo apparire una divinità sadica, vendicativa in contrasto con la sua bontà. Ed ecco che la religione corre ancora una volta ai ripari con l’entrata in scena di un’altra divinità “negativa” che indurrebbe gli uomini al male. Così facendo Dio sarebbe estraneo a qualsiasi comportamento amorale dell’uomo, “scaricando, ancora una volta, ogni responsabilità ai cosiddetti angeli ribelli (con a capo il diavolo) che manipolano il “libero arbitrio” degli umani.

Quindi il motivo è chiaro: “il libero arbitrio” serve a salvaguardare la onnipotenza e onniscienza divina da ogni iniziativa malvagia umana che lo renderebbe in qualche modo corresponsabile, complice.

Ora, posso pensare che qualcuno colpito nelle sue credenze possa decidere di abbandonare la lettura.
Non c’è ragione di preoccuparsi. Questi timori nascono da un fraintendimento sul significato di libero arbitrio.

Libero arbitrio e scienza.
Tutto nell’universo, compresi noi e il nostro cervello, è costituito da particelle elementari. Quello che fanno queste particelle è descritto dalle leggi fondamentali della fisica. Tutto il resto, in linea di principio, deriva da questo.
Tutte le leggi fondamentali conosciute della natura sono o deterministiche o casuali. Per quanto ne sappiamo attualmente, l’universo si evolve grazie a una miscela di entrambe.

La fisica classica, afferma che se abbiamo la descrizione di uno stato del mondo in un tempo arbitrario, (ad esempio nel tempo presente) allora tutti gli stati futuri e passati sono univocamente fissati dalle leggi di natura. In pratica posso essere libero anche in un mondo deterministico, in quanto posso fare ciò che voglio sebbene la catena causale degli eventi sia determinata da prima della mia nascita.

Con l’avvento della meccanica quantistica la struttura del tempo non è più lineare ma ad albero e comprende tutta una serie di futuri possibili compatibili con un unico passato.
In che senso posso essere libero in tale contesto? Apparentemente in ogni momento della mia vita potrei fare qualcosa di alternativo rispetto a ciò che faccio. La casualità non rende più spiegabili e giustificabili le mie azioni, perché tutte le mie decisioni presenti diventano tanto più indipendenti dal mio passato (e dunque da me) quanto più sono solo probabili o casuali.

Spiego meglio.
Se le tue decisioni future sono determinate dal tuo passato, non hai il libero arbitrio.
Se le tue decisioni future sono casuali, significa che nulla le può influenzare, e quindi non hai il libero arbitrio.
Se le tue decisioni sono una qualsiasi combinazione dei due casi, non hai il libero arbitrio.

Libero arbitrio, natura e cultura.
La scienza ci dice che la mente umana è frutto della evoluzione di milioni e milioni di anni del cervello degli animali, specie a cui la razza umana appartiene. E’ la facoltà a risolvere le problematiche necessarie a nutrirsi, a difendersi e a convivere in un contesto di una comunità di un gruppo che man mano accresceva e poneva situazioni sempre più complesse da risolvere.

Negli ultimi decenni i rapidi progressi compiuti nel campo delle scienze cognitive, della neuroradiologia e delle neuroscienze in genere (le discipline che studiano il sistema nervoso dal punto di vista morfologico e funzionale) hanno ulteriormente arricchito il dibattito mostrando che le reti stesse su cui “viaggiano” gli impulsi nervosi sono determinate sia dal nostro corredo genetico sia dall’ambiente in cui si sviluppano. Sappiamo inoltre che a ogni regolazione dei livelli di certi neurotrasmettitori, enzimi e ormoni può corrispondere un diverso comportamento umano: è un fenomeno facilmente osservabile.

Libero arbitrio e neurofisiologia.
Nel caso dei peggiori criminali (per esempio gli assassini psicopatici) non è corretto dire che sia colpa loro. Non hanno scelto né i loro geni né i loro genitori, e non hanno creato loro il loro cervello, eppure è il loro cervello la causa delle loro intenzioni e azioni, non un “etereo” libero arbitrio.
I corrotti e disonesti sanno benissimo che compiono azioni contro la legge. Sbagliano ma lo fanno per scelta. Per libera scelta.

Conclusione
E’ meglio credere o non credere nel libero arbitrio?
Il libero arbitrio è una facoltà “sviluppata” dalla nostra mentre nel corso di milioni di anni a seguito della evoluzione, e guidata dal bagaglio genetico, ambientale.

Si è ragionevolmente convinti che il libero arbitrio, inteso in senso tradizionale, sia un concetto infondato, tuttavia alcuni filosofi sostengono che sia meglio vivere con “l’illusione” che esista qualcosa di simile, piuttosto che favorire la diffusione del determinismo. La fiducia nel libero arbitrio potrebbe spronarci a tirare fuori il meglio da noi stessi.
Insomma il libero arbitro salverebbe Dio dalle sue responsabilità e il genere umano nella convinzione di essere liberi nelle scelte.

Il mio cane che è stato pazientemente ad ascoltare, se ne va mestamente verso la sua ciotola. Roba di umani, si imbrogliano da soli.


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