Di cosa siamo fatti? Cosa tiene assieme i corpi materiali? C'è differenza fra materia terrestre e materia celeste, quella che compone il sole e le altre stelle? Quando democrito tra il v e il iv secolo a. C . Disse che siamo fatti di atomi furono in pochi a credergli. Per prenderlo davvero sul serio bisognerà aspettare galilei e newton nel xvii secolo, ma ci vorranno quattrocento anni di ricerche prima di ricostruire i componenti elementari della materia. Tutto quello che ci circonda – la materia ordinaria che forma rocce e pianeti, fiori e stelle, compresi noi – ha caratteristiche molto speciali. Le proprietà che ci appaiono usuali sono in realtà decisamente particolari, perché l'universo è oggi un ambiente molto freddo la cui evoluzione è cominciata quasi quattordici miliardi di anni fa. Nel libro si scoprirà come fanno le particelle elementari, quelle che compongono la materia, a combinarsi in forme stravaganti per costituire stati quantistici correlati, zuppe primordiali di quark e gluoni, o massicce stelle di neutroni. Si darà risposta alle nuove domande emerse dalle ricerche più recenti: in che senso il vuoto è uno stato materiale? Perché anche lo spazio-tempo può vibrare e oscillare? Possono esistere grani elementari di spazio o di tempo? Quali forme assume la materia all'interno dei grandi buchi neri? Dopo genesi e tempo, tonelli ci guida in un nuovo e sorprendente viaggio nell'attualità della scienza contemporanea, raccontata con il consueto linguaggio semplice e coinvolgente, che permetterà al lettore di guardare all'universo, e forse anche a se stesso, con occhi nuovi.
In quel preciso momento, un centesimo di miliardesimo di secondo dopo il big bang, si è deciso il nostro destino. In un universo in cui materia e antimateria si equivalevano, e che quindi avrebbe potuto, in ogni istante, tornare a essere pura energia, può essere bastata una leggerissima preferenza del bosone di higgs per la materia anziché per l'antimateria ed ecco che si è prodotto il mondo che abbiamo sotto gli occhi.
Il tempo non è un concetto astratto. È una sostanza materiale che occupa l'universo intero e si deforma, vibra, oscilla. È nato in modo furibondo e poi ha avuto una strana evoluzione. Ma allora scorre o sta fermo? Esiste o non esiste? E noi possiamo farne a meno? Si può uccidere kronos? Esiste un tempo delle grandi distanze cosmiche. Esiste un tempo dell'esperienza, scandito dalla memoria e dal desiderio. Esiste un tempo del battito cardiaco. «il tempo del mondo è fuori dai cardini; ed è un dannato scherzo della sorte ch'io sia nato per riportarlo in sesto,» dice amleto. Kronos è un mistero e non solo per i fisici. Lo era per i primi uomini e continua a esserlo per noi oggi. Da newton a einstein, da planck all'orologio cosmico, è stato protagonista di metamorfosi vertiginose, affascinanti e mostruose. Il tempo scorre? Oppure sta fermo? E come si misura? Come fa la gravità a rallentarlo? E in che modo i buchi neri riescono a fermarlo? Da sempre viviamo nel tempo, che però non è eterno. La sua è una lunga storia, segnata da un prima e un dopo. Per avventurarci in questa straordinaria vicenda dobbiamo accettare un paradosso e chiederci cosa ci fosse all'inizio, per immaginare il non-luogo del non-tempo da cui scaturì la coppia indissolubile: spazio-tempo e massa-energia. Avremo bisogno della logica e anche della fantasia, dell'arte e della filosofia per vedere la bizzarra relazione che lega il tempo all'energia, alla massa e alla gravità. Guido tonelli ci conduce lungo la tortuosa via d'accesso alla comprensione di mondi dominati da effetti relativistici, dove esiste un futuro che arriva prima del passato e anzi lo crea. Un viaggio in cui si impara ad ascoltare anche la misura del nostro tempo interiore, per sentire la velocità e la sospensione, l'attesa e l'accelerazione, che alterano le dimensioni del tempo attraverso i nostri ricordi e le nostre aspettative.
Un viaggio vertiginoso all'indietro, verso il non-luogo e nel non-tempo in cui è nato tutto, per rispondere alla domanda più antica dell'uomo: che origine ha l'universo? Nessuna civiltà, grande o piccola che sia, può reggersi senza il grande racconto delle origini. «forse avevano davvero ragione i greci. Che in principio era il chaos. Le molte osservazioni della fisica moderna sembrerebbero confermare che l'origine dell'universo materiale si nasconda nell'ipotesi più semplice. Che tutto, cioè, abbia avuto inizio da una minuscola fluttuazione quantistica del vuoto». Cos'è successo nei primi istanti di vita dell'universo? Davvero la scienza del ventunesimo secolo fa ritornare d'attualità il racconto di esiodo, che racchiude l'origine del tutto in un verso splendido e fulminante: «all'inizio e per primo venne a essere il chaos»? E oggi l'universo è il sistema organizzato e affidabile che ci appare o è dominato ancora dal disordine? Per rispondere, ogni giorno schiere di uomini e donne esplorano gli angoli più reconditi della materia, usano i grandi telescopi o i potenti acceleratori di particelle per ricostruire in dettaglio i sottili meccanismi attraverso i quali la meraviglia che ci circonda ha acquistato caratteristiche che ci sono così familiari, per cercare di capire quella strana singolarità che ha dato origine all'universo e raccogliere indizi sulla sua fine. Dunque possiamo dirci che gli acceleratori di particelle oggi, come il racconto dei greci ieri, stanno cercando di rispondere alla più antica fra tutte le domande? E allora si vede come costruire una cosmogonia non sia più affare per specialisti e il mito e la scienza abbiano in fondo la stessa funzione: permettere all'essere umano di trovare il proprio posto nell'universo, perché «nessuna civiltà, grande o piccola che sia, può reggersi senza il grande racconto delle origini».
