Fred Hoyle
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Sir Fred Hoyle (Bingley, Yorkshire, 24 giugno 1915 — Bournemouth, 20 agosto 2001) fu un brillante astronomo britannico, noto al grande pubblico soprattutto per le sue argomentazioni non convenzionali e per svariate teorie non ortodosse entro la comunità scientifica.
I suoi numerosi contributi scientifici vanno dalla spiegazione della genesi degli elementi "pesanti" a quella della frammentazione del gas in stelle, ma egli è noto soprattutto come sostenitore della teoria cosmologica dello stato stazionario e dell'ipotesi della Panspermia.
Hoyle fu un autore di fantascienza e conduttore di programmi di divulgazione scientifica di successo.
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[modifica] Attività scientifica
Il singolare ed acuto modo di procedere di Hoyle nel campo della scienza è ben illustrato dall'esempio di uno dei suoi primi articoli scientifici, basato su un uso peculiare del Principio antropico: mentre cercava di definire le reazioni nucleari coinvolte nella nucleosintesi stellare, Hoyle osservò che una particolare reazione, la formazione del carbonio a partire da 3 nuclei di elio, poteva essere efficiente solo se il nucleo del carbonio fosse stato caratterizzato da livelli energetici estremamente specifici.
Poiché il carbonio (che è necessario per la formazione di tutte le molecole organiche, e quindi per la vita) è un elemento piuttosto abbondante nell'universo, la reazione deve essere efficiente, per cui Hoyle predisse su questa base l'esistenza di alcuni livelli energetici del nucleo di carbonio, che furono confermati sperimentalmente solo più tardi dall’equipe del fisico americano William Fowler.
[modifica] La controversia cosmologica
Per quanto i suoi contributi scientifici vadano ben al di là di essa, Hoyle è noto soprattutto per essere stato il campione della teoria cosmologica dello stato stazionario, che per oltre 20 anni costituì una valida alternativa a quella che è oggi nota come teoria del Big Bang (un termine coniato dallo stesso Hoyle).
L'ingresso di Hoyle in questa controversia si ebbe nel 1948: per quanto condividesse l’interpretazione della cosiddetta legge di Hubble in termini di espansione dell'universo , Hoyle non riteneva che ciò dovesse necessariamente portare, procedendo a ritroso nel tempo, ad una condizione di densità e temperatura infinita (ovvero al Big Bang): propose quindi una teoria che, per quanto basata sulla relatività generale, inseriva nelle equazioni di Einstein un termine contenente un campo ad energia e pressione negativa (C-field, creation field, campo di creazione) che legava l’espansione dell’universo alla creazione di nuova materia. L'espansione dell'universo sarebbe stata dovuta alla creazione di nuova materia. Questa possibilità di creazione continua della materia venne considerata da Hoyle
"(..) attraente specialmente quando unita all'obiezione estetica mossa alla creazione di un universo nel remoto passato. Dal momento che è contro lo spirito della ricerca scientifica riferirsi ad effetti osservabili come derivanti da cause sconosciute alla scienza, e questo è ciò che in linea di principio implica la creazione nel passato" - F. Hoyle 1948 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 108, 372,
Il modello teorico di universo che ne scaturì è detto dello stato stazionario (ma anche della creazione continua) e trovò riscontro nel lavoro pressoché contemporaneo di due colleghi di Fred Hoyle, Hermann Bondi e Thomas Gold, i quali seguendo un approccio diverso, puramente deduttivo e basato sul principio cosmologico perfetto (il principio cosmologico comunemente assunto in cosmologia afferma che se si considerano scale sufficientemente ampie non esistono luoghi privilegiati rispetto ad altri; il principio cosmologico perfetto aggiunge che non esiste neppure un epoca privilegiata rispetto alle altre, il che implica che l'universo sia eterno) arrivarono a conclusioni molto simili.
Il tasso di produzione di materia richiesto dalla teoria della creazione continua (circa un atomo di idrogeno per chilometro cubo ogni anno) è così basso da essere del tutto inosservabile, per cui la mancata osservazione diretta della creazione di materia non è sufficiente a falsificarla.
Dopo alcuni decenni di dibattito acceso, nei primi anni '70 la teoria dello stato stazionario fu abbandonata praticamente da tutti (con l'eccezione di Hoyle e pochi seguaci, che nel 1993 tornarono a proporre il cosiddetto Stato Quasi Stazionario) in seguito alla scoperta della Radiazione cosmica di fondo e ad altri risultati che mostravano una variazione della densità spaziale dei quasar in funzione della distanza (per quanto meno nota, quest'ultima è ora considerata la più importante delle due prove che confutano la teoria di Hoyle).
[modifica] La nucleosintesi stellare
A partire dal 1946 (quando pubblicò un articolo su La Sintesi degli elementi a partire dall'Idrogeno) Hoyle lavorò allo studio della formazione degli elementi attraverso reazioni nucleari nei nuclei delle stelle. In particolare, negli anni '50 egli produsse diversi lavori al riguardo, in collaborazione con il fisico W.A. Fowler (che nel 1983 vinse un Premio Nobel per ricerche correlate a queste) e con gli astronomi Geoffrey e Margaret Burbidge. Nel 1957 essi pubblicarono un lavoro intitolato La sintesi degli elementi nelle stelle - I (dove il I si riferisce ad una seconda parte che non fu mai pubblicata).
Questa teoria fu decisamente più fortunata di quella dello stato stazionario: con l'importante eccezione dell'Elio e di pochi altri elementi leggeri (le cui abbondanze sono spiegabili solo facendo ricorso alla nucleosintesi primordiale, ovvero all'ipotesi che siano stati sintetizzati in un'epoca molto prossima al Big Bang) si ritiene che la teoria di Hoyle secondo la quale gli elementi "pesanti" sono le "ceneri" di bruciamenti nucleari avvenuti nelle stelle sia sostanzialmente corretta.
[modifica] Altre attivitá e controversie scientifiche
A seguito delle sue attività, nel 1957 divenne membro (Fellow) della Royal Society. Nel 1967 Hoyle fondò il dipartimento di Astronomia Teorica a dell' Università di Cambridge, di cui divenne direttore. Nel 1972 fu nominato cavaliere; tuttavia nello stesso anno egli lasciò Cambridge, anche per via del crescente supporto che il Big Bang stava ottenendo nell'ambiente astronomico inglese.
La fervida mente di Hoyle lo portò spesso a ideare e a sostenere posizioni controverse. Uno dei principali esempi è il suo coinvolgimento nel campo della biologia con l’ipotesi della Panspermia secondo cui la vita è un fenomeno cosmico globale. Infatti Hoyle, assieme a Chandra Wickramasinghe, propose la teoria che la vita si sia evoluta nello spazio, diffondendosi nell'universo, e che questa sia l'origine della vita sulla Terra. Inoltre l'evoluzione sarebbe sospinta da un lento ma continuo afflusso di virus dallo spazio, trasportati da comete. Per quanto scarsamente accreditata (i suoi riscontri sperimentali sono a tutt'oggi quasi inesistenti), questa teoria ha sicuramente avuto una ricaduta scientifica positiva, spingendo ad esempio alla ricerca (ed alla scoperta) di numerose specie organiche in ambienti astronomici come le comete o le nubi molecolari.
Fra le altre controversie cui Hoyle prese parte, le più famose sono legate ai suoi dubbi sull'autenticità di un fondamentale fossile di archaeopteryx e la sua condanna per l'assegnazione del Premio Nobel per la Fisica 1974 al solo Antony Hewish e non a Jocelyn Bell, che pure aveva avuto un ruolo fondamentale nella scoperta (la prima pulsar) per cui Hewish venne premiato.
[modifica] Attività extra-scientifiche
Negli anni '50 Hoyle tenne una serie di trasmissioni radiofoniche alla BBC, che furono raccolte nel libro "La natura dell'Universo" (The Nature of the Universe) e poi scrisse diversi altri libri di divulgazione scientifica.
Scrisse anche diversi libri di fantascienza. Il più importante è probabilmente La nuvola nera, da cui si ipotizza che le più intelligenti forme di vita dell'universo abbiano la forma di nubi di gas interstellare, che si sorprendono del fatto che la vita intelligente possa svilupparsi anche su dei pianeti.
Un altro dei suoi romanzi, "A come Andromeda", fu alla base di una omonima serie televisiva italiana.
