Intervista a Christian Corda, il ricercatore che ha riabilitato Newton

Il professor Christian Corda racconta il suo lavoro attraverso questa intervista, in un viaggio tra eresia, teorie e molta scienza.

Intervista a Christian Corda, il ricercatore che ha riabilitato Newton
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Alcuni giorni fa abbiamo dato la notizia che un ricercatore italiano ha dimostrato che la teoria della gravitazione universale riesce a calcolare la precessione del perielio per Mercurio con elevata precisione, al contrario di quello che si era pensato negli ultimi 160 anni. La precisione rimane inferiore a quella raggiunta con la teoria della relatività, ma non è per questo (come vedremo) un risultato meno importante. Oltre a questo, nella seconda parte del suo lavoro, ha dimostrato che per risolvere problemi complessi è possibile unire la teoria di Newton a quella di Einstein, così da poter lavorare con una matematica più semplice.

Questo ricercatore è il professor Christian Corda e ci ha gentilmente rilasciato un'intervista. Il professor Corda è attualmente professore visitante in India, per la precisione all'International Institute for Applicable Mathematics and Information Sciences di Hyderabad, è stato professore di Fisica Teorica a Istanbul, ha collaborato al progetto Virgo e ha scritto un libro divulgativo sulle onde gravitazionali. Gli argomenti trattati sono a nostro avviso estremamente stimolanti (potrete trovare il libro in questa pagina). Abbiamo parlato di sana discussione scientifica, del lavoro del professor Corda, di materia oscura, energia oscura, della realtà scientifica italiana e dell'importanza dell'età nella ricerca scientifica. Speriamo possa interessarvi e appassionarvi, che è ciò che la scienza, sempre, dovrebbe riuscire a fare!

Intervista

Everyeye: Salve professor Corda, come nasce la curiosità per il problema della precessione del perielio?

Professor Corda: Tutto nasce da alcune discussioni su Facebook che ebbi qualche tempo fa con un professore di matematica di liceo in pensione, Domenico Annunziata. Annunziata è uno che potremmo definire "eretico della scienza". In particolare è un critico della relatività ed inizialmente lo posi, erroneamente, all'interno della categoria dei crackpots, per poi ricredermi in quanto capii che si trattava in effetti di una persona con un rispettabile bagaglio matematico ed una certa intelligenza.

Cos'è la precessione del perielio?La precessione del perielio di Mercurio è un problema che studia la rotazione (precessione) di Mercurio nel punto più vicino al Sole (perielio). Tale punto varia nel tempo e diverse teorie danno valori diversi di questa variazione. Il fenomeno è previsto dalla teoria della gravitazione universale di Newton, che tuttavia calcola un valore inferiore di circa 43 secondi d'arco per secolo rispetto al valore osservato sperimentalmente, almeno fino ad oggi

Sulla teoria della relatività però lo considero prevenuto. Anziché un "crackpot" considero appunto Annunziata un "eretico" nell'accezione positiva del termine. Infatti, a volte la differenza tra "crackpot" e "genio incompreso" può essere labile e sfumata. Va infatti enfatizzato che tanti tra i più grandi scienziati della storia, compresi Einstein e Galileo, vennero inizialmente considerati degli eretici. Inoltre i più grandi scienziati della storia sono stati soliti dire e scrivere tantissime fesserie durante la loro carriera. Il punto è che le poche cose corrette che hanno detto e scritto sono poi passate alla storia della scienza diventando le fondamenta della scienza stessa.
È dunque in un'ottica di "mente aperta", ma guidata dal rigore matematico e dalla consistenza sperimentale ed osservativa tipici del metodo scientifico galileiano, che, a mio parere, va giudicato il lavoro di ricerca degli "eretici" come Annunziata, per il quale comunque, nonostante la prima impressione negativa, e vari litigi "scientifici", alcuni anche parecchio recenti dopo la pubblicazione del mio articolo, ho grande stima.
Durante le nostre discussioni Annunziata mi disse che in certi casi, inclusa la precessione del perielio di Mercurio, la relatività generale sarebbe meno attendibile della teoria di Newton e che la precessione del perielio di Mercurio poteva essere calcolata con precisione maggiore della relatività generale se si considerava la presenza della massa del pianeta. Al momento la cosa mi pareva enorme, ma tuttavia decisi di fare una verifica e mi misi a studiare il problema.

Everyeye: E qual è stato il risultato del suo lavoro?

Professor Corda: Il risultato della mia analisi è che Annunziata aveva solo parzialmente ragione. E' vero che la precessione del perielio di Mercurio poteva essere calcolata con precisione nella teoria di Newton, ma non era vero che la previsione Newtoniana fosse più attendibile di quella Einsteiniana.
In più, la formula Newtoniana non funziona per niente con gli altri pianeti. Essa infatti prevede che la precessione del perielio sia proporzionale alla massa del pianeta, e, dunque, se consideriamo i pianeti da Mercurio a Giove, dovrebbe essere massima per Giove e minima per Mercurio.

Crackpot e cranks sui social network Secondo il professor Christian Corda: "Esiste tutto un sottobosco della comunità scientifica, fatto anche di tanti professori universitari sparsi per il mondo, che ritiene che alcune teorie fondamentali siano parzialmente o del tutto sbagliate, e la teoria della relatività è di solito il loro bersaglio principale. Spesso, costoro, introducono al posto della cosiddetta "scienza convenzionale" le loro proprie teorie che nella maggiora parte dei casi sono delle autentiche barzellette, anche se non escluderei a priori che in certi rari casi tali teorie richiederebbero maggiore attenzione. Esistono tanti divertenti aneddoti su costoro, che in genere vengono chiamati "crackpots" (strambi) o "cranks" (fissati). Qui va rimarcato che, come si può sicuramente intuire, non sono le teorie fondamentali ad esser sbagliate, ma sono i fissati di turno a non capirle, spesso facendo degli errori davvero elementari che potrebbero essere corretti addirittura da studenti liceali".

In realtà le osservazioni ci dicono l'esatto opposto e la formula della relatività generale fornisce valori in eccellente accordo con le osservazioni. Mi sono chiesto se esisteva un modo di risolvere il problema modificando ed arricchendo la teoria di Newton con qualche effetto Einsteiniano. Lo studio della gravitazione tra la teoria della relatività generale e la teoria della gravitazione di Newton è un argomento estremamente affascinante ed importante.
Da un lato infatti, la relatività generale si è mostrata più precisa della teoria Newtoniana (così ci dicono esperimenti ed osservazioni, checché ne dica Annunziata), dall'altro però il livello di precisione della teoria Newtoniana resta comunque elevato e quest'ultima teoria necessita di una matematica più semplice della relatività generale.

Everyeye: Cosa rende il problema della precessione del perielio importante dal punto di vista scientifico?

Professor Corda: Einstein non disse mai che la teoria di Newton, che considerava un maestoso edificio scientifico, era sbagliata, ma che la sua teoria dava una descrizione della realtà migliore rispetto alla teoria Newtoniana. In questo contesto, probabilmente non esisterà mai una teoria in grado di darci una descrizione perfetta della Natura in tutte le sue sfumature. Ogni singola teoria ci dà un certo grado conoscenza e spiegazione della realtà. Tale descrizione potrà forse in futuro essere migliorata da una teoria più completa.

Restando nell'ambito della gravitazione, oggi si sta cercando di estendere la stessa relatività generale, da un lato tentando di unificarla con la meccanica quantistica (sinora le due teorie ci appaiono incompatibili per vari motivi) dall'altro per cercare di spiegare i due noti problemi cosmologici di materia oscura ed energia oscura, su cui tornerò più avanti.
Tornando all'analisi della gravitazione in un'approssimazione tra la teoria della relatività generale e la teoria di Newton, essa è sicuramente utile nello studio di vari problemi in quanto permette spesso di utilizzare una matematica non troppo complicata per risolvere problemi complessi senza ricorrere alla più complicata matematica della relatività generale.

Everyeye: Come le è venuta l'idea per risolvere il problema?

Professor Corda: La mia idea per risolvere il problema della precessione del perielio dei pianeti in un "terreno Newtoniano modificato" ha preso spunto da un paio di articoli di ricerca di Hansen, Hartong and Obers, tre ricercatori di Zurigo, Edimburgo e Copenaghen, che in questi loro articoli enfatizzavano l'importanza della dilatazione temporale gravitazionale di Einstein in un approccio, diverso dal mio, alla gravitazione tra la teoria di Einstein e quella di Newton.
In modo rimarcabile, trovai che, se alla formula Newtoniana per la precessione del perielio dei pianeti si sostituiva il tempo assoluto di Newton col tempo relativo di Einstein, tramite la correzione dovuta alla dilatazione temporale gravitazionale, la formula di Newton diventava uguale a quella della relatività generale.

Con questa correzione, e probabilmente questo ha creato una delusione al mio amico Annunziata, considerare o meno la massa del pianeta porta allo stesso risultato a meno di una differenza completamente trascurabile. Ricapitolando, per 160 anni si è creduto, erroneamente, che la teoria Newtoniana non prevedesse un effetto relativo alla precessione del perielio dei pianeti, ma anche Annunziata sbagliava a dire che la Teoria Newtoniana fosse in grado di risolvere il problema meglio della relatività generale. Il vero problema della teoria Newtoniana è che l'effetto previsto è troppo forte, e va mitigato con la dilatazione temporale gravitazionale di Einstein, che è comunque un effetto di relatività generale.


Everyeye: Cosa può insegnarci Newton nel 2021?

Professor Corda: Credo che ciò che disse a suo tempo Einstein su Newton sia ancora attualissimo: "Newton, perdonami; tu hai trovato la sola via che, ai tuoi tempi, fosse possibile per un uomo di altissimo intelletto e potere creativo. I concetti che tu hai creato guidano ancora oggi il nostro pensiero nel campo della fisica, anche se ora noi sappiamo che dovranno essere sostituiti con altri assai più discosti dalla sfera dell'esperienza immediata, se si vorrà raggiungere una conoscenza più profonda dei rapporti fra le cose."

Everyeye: Il termine addizionale che tiene conto della massa di Mercurio è un artificio matematico o possiede un valore fisico intrinseco?

Professor Corda: Un valore fisico intrinseco che però diventa a tutti gli effetti trascurabile quando uno tiene conto della dilatazione temporale gravitazionale. In effetti, in tutti i calcoli precedenti al mio la precessione del perielio in relatività generale dava un risultato precisissimo senza tener conto della massa di Mercurio, risultato che resta più preciso di quello Newtoniano anche quando la teoria di Newton tiene conto della massa del pianeta.

Everyeye: Nella seconda parte del suo lavoro calcola la precessione del perielio per altri pianeti, per poi compiere una correzione grazie ad un effetto di relatività generale; in che modo Newton e Einstein possono coesistere, è una soluzione occasionale o può essere applicata ad altri problemi?

Professor Corda: Sono convinto che il mio approccio possa essere esteso anche ad altri problemi, in particolare intendo provare ad estenderlo ai celebri problemi cosmologici di energia oscura e materia oscura.

Everyeye: Nel suo articolo sottolinea l'importanza che tale lavoro potrebbe avere nel comprendere e risolvere i problemi di energia oscura e materia oscura, in che modo?

Professor Corda: Lupus in fabula. Sulle questioni di materia oscura ed energia oscura si tende spesso a fare confusione. Il problema della materia oscura nasce dal fatto che, per giustificare certi moti astrofisici, la teoria Newtoniana avrebbe bisogno di molta più materia di quella luminosa, ossia della materia dell'Universo che siamo in grado di vedere. Questa materia mancante è appunto detta "oscura" in quanto non la vediamo. Il punto è che se riteniamo la relatività generale più precisa della teoria Newtoniana, dovremmo usare la prima per studiare i moti astrofisici di cui si parla, anziché la teoria Newtoniana.
Come detto prima, la matematica della relatività generale è però molto più complessa di quella della gravitazione Newtoniana e trovare delle soluzioni esatte in un approccio di relatività generale per i moti astrofisici in questione è estremamente difficile. Ecco perché un approccio "tra Newton ed Einstein" potrebbe fare un po' di luce su questo complesso problema.

Il problema dell'energia oscura riguarda il fatto che, di primo acchito, sembrerebbe che la relatività generale non sia in grado, da sola, di spiegare l'espansione accelerata dell'Universo e pertanto sembrerebbe esserci bisogno di un'energia addizionale repulsiva che permetta all'Universo di espandersi in modo accelerato. In realtà, il principio di equivalenza di Einstein ci dice che in relatività generale l'energia totale di un sistema gravitazionale, compreso l'Universo nel suo complesso, dipende dal sistema di riferimento che utilizziamo per studiare il sistema stesso.
In tal modo, l'espansione accelerata potrebbe essere una sorta di "effetto di visuale" rispetto al riferimento terrestre. Anche in questo caso, studiare le equazioni cosmologiche tra Newton ed Einstein" potrebbe dare una mano a capire quale sia davvero la situazione.

Everyeye: Parliamo più in generale della sua attività di ricercatore. Lei è attualmente professore visitante in India, per la precisione all'International Institute for Applicable Mathematics and Information Sciences di Hyderabad; che differenze nota nell'organizzazione della ricerca in Italia se confrontata con la realtà indiana per quanto riguarda stipendi e opportunità?

Professor Corda: Questo è un tasto dolente. In Italia purtroppo abbiamo il bel noto problema dei baroni universitari con conseguente mancanza di meritocrazia, favoritismi e nepotismi. Nonostante per fortuna ci sia qualche eccezione, e nonostante le tante eccellenze individuali, questo problema porta le nostre università e centri di ricerca a produrre meno di quanto potrebbero in linea di principio. Dopo il mio dottorato ho collaborato con centri di ricerca ed accademie in Spagna, USA, Iran, India e Turchia. La cosa incredibile è che in tutti questi casi mi è bastato mandare il mio curriculum per essere assunto, cosa che in Italia è praticamente impossibile e genera pertanto la famosa fuga di cervelli.

Oddio, non nego che anche nei paesi che ho citato ci siano favoritismi e nepotismi, tutto il mondo è paese ed anche la comunità scientifica e la comunità accademica internazionale sono fortemente influenzate da "politica" e raccomandazioni, però all'estero se produci qualcosa di riconosciuto ti tengono maggiormente in considerazione. La mia attuale posizione in India è puramente onoraria. Il mio ultimo stipendio accademico risulta essere quello dello scorso anno in Turchia. Nei primi mesi del 2020 ero infatti Professore di Fisica Teorica all'Università di Istanbul.

Anche in quel caso è bastato inviare il mio curriculum e l'elenco delle mie pubblicazioni nei giornali internazionali specialisti in fisica teorica ed astrofisica per essere assunto. Purtroppo, con lo scoppiare dell'epidemia del Covid-19 la strana legge turca mi impediva di tornare a casa dalla mia famiglia e così sono stato costretto a dimettermi. Poiché in Italia a livello accademico è tutto bloccato, mi sono dovuto mettere nelle graduatorie di supplenza per le scuole superiori e alla fine sono andato ad insegnare al Liceo Livi di Prato, uno splendido ambiente di scuola superiore dove mi sono trovato molto bene.


Everyeye: Non ho potuto fare a meno di notare, leggendo il suo curriculum, che ha cominciato l'università 7 anni dopo la fine del liceo. Chi scrive sta terminando la laurea magistrale (in astrofisica) alla veneranda età di 28 anni. Cosa ne pensa dell'età nel contesto accademico italiano, è un grosso svantaggio terminare gli studi "in ritardo" in un contesto scientifico? E che differenze ci sono, se ci sono, in questo con il contesto Indiano?

Professor Corda: Mah, non penso che terminare gli studi "in ritardo" in un contesto scientifico sia poi un grosso svantaggio. Per fortuna siamo dei ricercatori, non degli sportivi professionisti. É vero che molti celebri scienziati hanno ottenuto i loro maggiori successi in età giovanissima, ma ne conosco molti che li hanno ottenuti dopo i 50 anni. A volte una maggiore esperienza nel risolvere i problemi scientifici è in grado di compensare l'intuito e l'immaginazione che tendono a diminuire col passare degli anni. Credo che ciò valga sia in Italia che in India, ma, in generale, in tutto il mondo. Non credo che la sua età di laureando 28-enne (a proposito, le faccio un grosso in bocca al lupo) sia poi così veneranda. Il sottoscritto si è laureato a 32.