Can science explain how the Universe began?
Religious people tend to see the claim as a move to finally abolish God the Creator. Atheist are equally alarmed, because the notion looks suspiciously like the creation, ex nihilo, of Christianity. The general sense of indignation was well expressed by writer Ray Weldon. "Who cares about half a second after the big bang", she railed in a scathing newspaper attack on scientific cosmology. "What about the half a second before?". What indeed. The simple answer is that, in the standard picture of the cosmic origin, there was no such moment as "half a second before".
To see why, we need to examine this standard picture in more details. The first point to address is why anyone believes the Universe began at a finite moment in time. Ho do we know that it hasn't simply been around for ever? Most cosmologists reject this alternative because of the severe problem of the second law of the thermodinamics. Applied to the Universe as a whole, this law states that the cosmos is on a one-way slide towards a state of maximum disorder, or entropy. Irreversible changes, such as the gradual consumption of fuel by the Sun and stars, ensure that the Universe must eventually "run down"and exhaust its supplies of useful energy. It follows that the Universe cannot have been drawing on this finite stock of useful energy for all eternity.
Direct evidence for a cosmic origin in a big bang comes from three observations. The first, and most direct, is that the Universe is still expanding today. The second is the existence of a pervasive heat radiation that is neatly explained as the fading afterglow of the primeval fire that accompanied the big bang. The third strand of evidence is the relative abundances of the chemical elements, which can be correctly accounted for in terms of nuclear processes in the hot dense phase that followed the big bang.
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La scienza è in grado di spiegare l'origine dell'universo?
I credenti tendono a vedere nelle teorie scientifiche un tentativo di eliminare una volta per tutte dalla scena la figura di un Dio creatore. Anche gli atei sono allarmati perché la nozione di un universo che nasce dal nulla desta sospetto al pari dell'idea di una creazione ex nihilo sostenuta dal cristianesimo. Il clima generale d'indignazione è stato bene espresso dalla scrittrice Ray Weldon. "C'è chi si occupa tanto del mezzo secondo dopo il big bang", lamentò nel 1991 in un articolo contro la cosmologia scientifica. "E che ne è del mezzo secondo prima?". Già! Solo va detto che nell'immagine standard dell'origine del cosmo non esiste un momento come il "mezzo secondo prima".
Per capire perché, dobbiamo considerare più in dettaglio quest'immagine. Per prima cosa c'è da dire perché tutti credono che l'universo sia cominciato in un preciso momento temporale. Come facciamo a sapere che semplicemente non esiste da sempre? La maggior parte dei cosmologi rifiuta questa possibilità perché contraddirebbe la seconda legge della termodinamica. Applicata all'universo nella sua interezza, questa legge afferma che il cosmo procede irreversibilmente verso uno stato di massimo disordine, di massima entropia. I cambiamenti irreversibili, come il graduale consumo del combustibile nucleare del sole e delle stelle, assicurano che l'universo deve alla fine "affievolirsi" ed esaurire le scorte di energia utile. Quindi non è possibile che l'universo stia attingendo a questa fonte finita di energia utile da un'eternità.
Che il cosmo abbia avuto origine da un big bang si può dedurre direttamente da tre prove sperimentali. La prima, e più diretta, è che l'universo è ancora oggi in espansione. La seconda è l'esistenza di una radiazione cosmica di fondo, ultimo bagliore evanescente del fuoco primordiale che accompagnò il big bang. Terzo fattore probante sono le abbondanze relative degli elementi chimici, di cui si può dar conto solo ipotizzando dei processi di sintesi nucleare nelle primissime fasi seguite al big bang, contraddistinte da temperature e densità estreme.
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