Corde cosmicheSottili corde di energia generatesi immediatamente dopo il big bangpotrebbero aver innescato la formazione di galassie e ammassi, dandocosì origine a una distribuzione non omogenea della materia nell'universo

questi dovrebbero assumere la forma disuperfici, secondo altre di linee o punti.Questi tipi di difetti vengono chiamatirispettivamente pareti di dominio, o pa-reti di Bloch, corde e monopoli.

Linee e cappi

Le corde cosmiche sono quindi solouno dei tre possibili tipi di difetti nellacontinuità del vuoto. Per quale motivosono state privilegiate dalle teorie sulla

formazione delle galassie? Per ironia,una delle ragioni è che esse sono il menovistoso dei difetti. In base alla relazionedi Einstein fra massa ed energia, il vuotodi elevata energia intrappolato all'inter-no dei difetti dovrebbe possedere unamassa estremamente grande. Di conse-guenza, i difetti potrebbero esercitareuna profonda influenza sull'evoluzionedell'universo. Una sola parete di domi-nio che attraversasse l'universo attualeavrebbe una massa di gran lunga mag-

giore di tutta la materia dell'universomessa insieme e pertanto indurrebbe legalassie ad ammassarsi molto più diquanto facciano in realtà. D'altra parteun singolo monopolo potrebbe passareinosservato, ma secondo le teorie che neprevedono l'esistenza, questi difetti do-vrebbero essere numerosissimi (si ve-da l'articolo L'universo inflazionario diAlan H. Guth e Paul J. Steinhardt in «LeScienze» n. 191, luglio 1984). Se poi imonopoli esistessero, l'universo ne sa-

Nel ghiaccio si producono difetti quando, durante il processo di conge-lamento, regioni diverse dell'acqua cristallizzano con differenti orien-tazioni. Secondo alcune teorie di fisica delle particelle, un processo ana-

N

ell'universo la materia non è di-stribuita uniformemente, ma siraccoglie in aggregati: le stelle

si riuniscono in galassie e queste a lorovolta formano ammassi. Con il passaredel tempo la non uniformità dell'univer-so aumenta poiché l'attrazione gravita-zionale degli ammassi galattici attira al-tre galassie dalle regioni circostanti. Lemoderne teorie sulla formazione dellegalassie ipotizzano che in passato l'uni-verso fosse più omogeneo di quanto siaoggi e che tutte le galassie e gli ammassisi siano costituiti a partire da piccoleanomalie in una distribuzione di materiaaltrimenti pressoché uniforme. Le con-seguenze di tali teorie sono state studiatedettagliatamente, ma vi è ancora una do-manda fondamentale che si impone al-l'attenzione dei ricercatori: quali furonole anomalie iniziali e in quale modo eb-bero origine?

Una risposta può essere fornita am-mettendo l'esistenza delle corde cosmi-che, strani e invisibili oggetti «dedotti»dalle teorie della fisica delle particelle (siveda l'articolo Supercorde di Michael B.Green in «Le Scienze» n. 219, novem-bre 1986). Le corde sono residui, incre-dibilmente densi e ricchi di energia, dellastruttura dell'universo primordiale; simuovono a velocità di poco inferiori aquella della luce e provocano la curvatu-ra dello spazio circostante. Formatesinel secondo immediatamente successivoal big bang, le corde, estese in gigante-schi grovigli, danno origine a cappi chiu-si percorsi da violente oscillazioni che neesauriscono a poco a poco l'energia.

Nessuno sa con certezza se le cordecosmiche esistano veramente. Molti fisi-ci pensano che, in caso affermativo, essepotrebbero giustificare la distribuzionein aggregati della materia nell'universo.Cappi di corde cosmiche di massa parti-colarmente grande potrebbero fornirel'attrazione gravitazionale necessaria ainnescare la formazione di galassie e diammassi di galassie. Ma tali cappi hanno

di Alexander Vilenkin

vita breve e anche se un tempo potevanoessere molto diffusi nell'universo, lamaggior parte di essi dovrebbe essere or-mai scomparsa.

Corde di massa più piccola potrebbe-ro esistere tuttora, ma il loro rilevamen-to è difficile. Ciò nonostante, ricerchemaggiormente accurate, con apparec-chiature sempre più sensibili, potrebbe-ro mettere gli astronomi in condizione diconfutare o confermare l'esistenza dellecorde cosmiche nel giro di pochi anni.Questa ricerca genera grandi aspettati-ve, poiché la scoperta di una corda get-terebbe nuova luce sulla struttura ele-mentare della materia e sulla nascita del-l'universo; per capire in che modo, risul-ta opportuno esaminare la nozione dicorda cosmica nel contesto sia della fisi-ca delle particelle, sia della cosmologia.

Simmetria spezzata

E oggi chiaramente assodato che l'u-niverso ebbe inizio circa 15 miliardi dianni fa con una grande esplosione notacomunemente come big bang. L'espan-sione dell'universo è ancora in corso, inseguito all'impulso dell'esplosione; lon-tane galassie si stanno allontanando dal-la Terra ad altissime velocità. Combi-nando le osservazioni astronomiche conprincipi ben noti della fisica delle parti-celle , i fisici possono ricostruire la storiadell'universo fino a una frazione di se-condo immediatamente successiva al bigbang. Allora non vi erano né stelle, négalassie, né atomi; l'universo era sempli-cemente una caldissima e densa palla difuoco costituita di particelle elementariquali elettroni e fotoni.

Sottostante alle particelle, il vuoto nedetermina le interazioni. Per il fisico ilvuoto non è affatto il «nulla», bensì unostato di minima energia che si ha in as-senza di qualsiasi particella. La relazionetra le particelle elementari e il vuoto èsimile alla relazione tra le onde sonore eil mezzo nel quale esse si propagano: i

tipi di onde e la velocità di propagazionesono diversi nei diversi mezzi. Dal mo-mento che le proprietà del vuoto nonsono sempre state le stesse, anche le pro-prietà e le interazioni delle particelle ele-mentari sono cambiate.

Il vuoto primordiale aveva un'energiaenormemente alta e un elevato grado disimmetria; ciò significa che non vi eranodistinzioni tra le interazioni fra particellefondamentali: le forze elettromagnetica,nucleare debole e nucleare forte si ma-nifestavano come componenti di una so-la forza unificata. Oggi l'energia del vuo-to è nulla e le forze fondamentali si dif-ferenziano sia per intensità, sia per ca-rattere; poco è rimasto di quella che eral'unità originaria. Come si è spezzata laprimitiva simmetria?

Mentre l'universo si espandeva e siraffreddava dopo il big bang, il vuotosubì una rapida successione di cambia-menti, o transizioni di fase. Le transizio-ni di fase più familiari sono quelle cheavvengono nell'acqua, quando essa vie-ne raffreddata da vapore a liquido e in-fine a ghiaccio. Le transizioni di fasepossono essere descritte anche in terminidi rottura di simmetria, dato che spessoportano da stati simmetrici a stati asim-metrici. Per esempio, un cristallo è me-no simmetrico di un liquido: un liquido«ha lo stesso aspetto» in tutte le direzio-ni, mentre in un reticolo cristallino lediverse direzioni non sono tra di loroequivalenti (anisotropia).

E impossibile stabilire con esattezzaquante transizioni di fase si siano verifi-cate nel vuoto primordiale, ma probabil-mente esse avvennero tutte nel primosecondo successivo al big bang. E, comele transizioni di fase che osserviamo co-munemente, anche le transizioni di fasecosmologiche possono dare origine a di-fetti. All'interno dei difetti la simmetrianon è spezzata e il vuoto originario, piùsimmetrico, vi rimane intrappolato. Levarie teorie delle particelle prevedonodiversi tipi di difetti: secondo alcune,

logo potrebbe aver generato difetti lineari nel vuoto durante il raffred-damento dell'universo dopo il big bang. Per il momento non vi sono pro-ve empiriche dell'esistenza di questi difetti, noti come corde cosmiche.

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Allo scopo di simulare la formazione e l'evoluzione della rete di corde cosmiche è stato realizzatoun modello al calcolatore. La rete comprende sia cappi chiusi, sia lunghe corde attor-cigliate che si estendono per tutto l'universo e danno continuamente origine a nuovi cappi.

L'ammasso in Vergine comprende migliaia di galassie, alcune delle qua- galassie e ammassi è stata innescata da cappi di corde cosmiche di gran-li vengono mostrate qui. Secondo l'ipotesi dell'autore, la formazione di de massa, che hanno attratto la materia in zone limitate dello spazio.

rebbe pieno e sarebbe pertanto difficileignorarli. Eppure finora non si sono po-tuti osservare né pareti di dominio, némonopoli.

Non è mai stata osservata nemmenouna corda cosmica, ma i fisici non siaspettano che esse siano altrettanto evi-denti. Le ricerche sulle corde cosmichesono state avviate 11 anni fa da T. W. B.Kibble, dell'Imperial College of Scienceand Technology di Londra. Kibble stu-diò come le corde avrebbero potuto for-marsi nell'universo primordiale e in unarticolo apparso nel 1976 trattò alcuniaspetti della loro evoluzione. Tuttavia,la nozione di corda non destò molto in-teresse fino a quattro o cinque anni piùtardi, quando Yakov B. Zel'dovich del-l'Istituto per i problemi di fisica di Moscae io proponemmo indipendentementeche le corde potessero spiegare la distri-buzione in aggregati della materia nell'u-niverso. Le idee che avevamo espressospinsero un piccolo gruppo di ricercatoria intraprendere uno studio teorico piùparticolareggiato.

Le proprietà fisiche delle corde si ri-velarono affascinanti e singolari. La teo-ria delle corde cosmiche suscitò imme-diatamente nei fisici un'attrazione similea quella che le corde stesse si dice eser-citino su stelle e galassie. L'anno scorsouna vera e propria valanga di articoli sul-l'argomento si è abbattuta sulle pubbli-cazioni scientifiche, eppure non esisteancora alcuna prova sperimentale diret-ta della loro esistenza. Anche in assenzadi dati empirici, i fisici sono riusciti aricostruire un profilo sorprendentemen-te dettagliato delle proprietà delle cor-de. Alcune proprietà derivano dalla par-ticolare teoria delle particelle usata perricavarle, mentre altre sono comuni atutte le teorie.

Le corde cosmiche sono sottili tubi divuoto simmetrico di alta energia. Essenon hanno estremità: o formano cappichiusi o si estendono all'infinito. La ma-nifestazione fisica di una corda è deter-minata dall'energia del vuoto in essa in-trappolato. Le corde che comprendonoil vuoto più simmetrico, nelle quali leforze forte, debole ed elettromagneticasono unificate, sono le più sottili e mas-sicce. Si tratta anche delle corde più im-portanti, quelle che presentano il massi-mo interesse cosmologico perché po-trebbero aver determinato la formazio-ne delle galassie.

Tali corde hanno uno spessore dell'or-dine di 10-30 centimetri e una massa stra-ordinariamente grande: un centimetrodi corda dovrebbe pesare circa quattromilioni di miliardi di tonnellate! La ten-sione di queste corde è enorme quantola loro massa e fa oscillare cappi chiusidi corda con velocità prossime a quelladella luce. Per esempio, un cappio lungoun anno luce effettuerebbe un'oscillazio-ne completa in poco più di un anno. (Unanno luce è la distanza percorsa dallaluce in un anno: più di otto bilioni dichilometri.)

Produzione di onde

Le corde prodotte durante una transi-zione di fase tessono una rete intricatache pervade l'intero universo. L'evolu-zione di questo tessuto cosmico generainteressanti processi fisici. Anche se larete è in media uniforme, le singole cor-de sono molto irregolari e ripiegate.Scosse violentemente dalla tensione, lecorde ricurve spesso si incrociano con sestesse e con altre, spezzandosi nei puntidi intersezione, per ricongiungersi inconfigurazioni differenti. Per esempio,un cappio si divide in due quando si at-torciglia su se stesso. Lunghe corde ar-rotolate si ripiegano più volte su se stessee dai punti di intersezione si staccanocappi chiusi.

Occorre più tempo per formare cappigrandi che cappi piccoli poiché per for-mare un cappio grande una corda che siripieghi su se stessa deve evidentementecompiere un cammino più lungo. Le di-mensioni del cappio che può formarsi inun dato istante sono limitate dal tempotrascorso dal big bang. In particolare,supponendo che le corde si muovano ap-prossimativamente alla velocità della lu-ce, il cappio non può essere più grande

della distanza-orizzonte, la distanza chela luce ha percorso dalla nascita dell'u-niverso. Perciò i cappi più piccoli formatidalle corde cosmiche sono caratteristicidelle prime fasi di vita dell'universo,mentre i cappi che si formano oggi sonomolto più grandi.

Questo non vuol dire che la rete attua-le di corde cosmiche abbia un aspettomolto diverso da quella originaria. Infat-ti, l'evoluzione delle corde manifestal'interessante proprietà dell'«autosomi-glianza», ossia di conservare nel tempole caratteristiche statistiche della rete. Sela rete di corde venisse fotografata in duemomenti diversi, la principale differenzatra le due istantanee consisterebbe nellascala generale, che è fissata dalla distan-za-orizzonte. Ingrandendo il primo foto-gramma di una quantità corrispondenteal rapporto fra le due distanze-orizzonte,si otterrebbe un'immagine del tutto si-mile alla seconda.

La rete continua a produrre grandiquantità di cappi chiusi; se essi potesseroaccumularsi, l'universo ne trabocche-rebbe. Che cosa accade allora ai cappi?L'analisi teorica dimostra che, mentreoscillano, i cappi generano impulsi ritmi-ci di energia gravitazionale che si propa-

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La formazione di uno spazio conico intorno a una corda cosmica pesanteconsente di illustrare i peculiari effetti gravitazionali di questi oggetti.La figura mostra la distorsione dello spazio causata da una corda ideale,rettilinea. Si può rappresentare la distorsione asportando uno spicchio

da un piano dello spazio perpendicolare alla corda (a) e unendo i duemargini del taglio così da formare un cono (b). Se due oggetti in motosu traiettorie parallele passano da parti opposte della corda (c), vengo-no deviati e si scontrano dopo aver oltrepassato la corda stessa (d).

CORDA

a

gano alla velocità della luce. Queste on-de gravitazionali sottraggono energia alcappio, cosicché questo si contrae e fini-sce per scomparire. La vita di una corda,indipendentemente dalle sue dimensio-ni, è di circa 10 000 oscillazioni. Datoche il periodo di una singola oscillazioneè superiore per i cappi più grandi, essisi conservano maggiormente rispetto aquelli più piccoli. Inoltre, cappi prodottida corde più leggere e di minore energiahanno una durata superiore a quella deicappi pesanti, ricchi di energia, che han-no provocato l'aggregazione della mate-ria in galassie e ammassi.

Attualmente, potrebbero ancora esi-stere cappi pesanti di diametro non infe-riore a circa un milione di anni luce, no-tevolmente più grandi di qualsiasi galas-sia conosciuta. Per contro, si stima che icappi che innescarono la formazionedelle galassie avessero una dimensioneintorno ai 100 anni luce; sebbene sianoscomparsi quando l'universo aveva soloun milione di anni, tali cappi si conser-varono abbastanza a lungo da concen-trare la materia circostante in agglome-rati che sarebbero poi diventati galassie.I cappi più grandi attrassero sia la mate-ria, sia i cappi più piccoli con la loro ma-teria circostante, riunendo in tal modole galassie in ammassi. Questo scenariorappresenta un aspetto cruciale dellateoria sulla formazione delle galassie in-nescata dalle corde. Il modello si basasull'attrazione gravitazionale localizzataesercitata da cappi chiusi di corde cosmi-che di massa estremamente grande e inrapida oscillazione.

Spazio conico

Solo da poco lo scenario che coinvolgele corde cosmiche ha iniziato a esserepreso in seria considerazione. All'iniziodel 1985 Andreas Albrecht e Neil Turokdel Fermi National Accelerator Labora-tory hanno messo a punto un program-ma al calcolatore per simulare l'evolu-zione delle corde cosmiche. In seguito,nello stesso anno, Turok si è servito dellasimulazione per calcolare numero e di-stribuzione degli ammassi galattici pre-visti dalla teoria delle corde. I risultatisono in accordo con quanto si osserva:gli ammassi non sono distribuiti a casonel cielo, ma tendono invece a raggrup-parsi a loro volta in superammassi. Que-sto raggruppamento è descritto matema-ticamente da una funzione di correlazio-ne. Esiste una sorprendente somiglianzatra le funzioni di correlazione ricavate inbase alle osservazioni astronomiche equelle ricavate da Turok tramite simula-zioni al calcolatore.

Nonostante il suo successo iniziale, lateoria delle corde è ben lungi dal costi-tuire una spiegazione completamentesoddisfacente della formazione delle ga-lassie. Recenti osservazioni della distri-buzione su grande scala delle galassie ri-velano una disposizione in forma di fila-menti e «fogli» e anche enormi spazi

vuoti quasi del tutto privi di galassie. Icosmologi stanno oggi cercando di de-terminare se il modello delle corde puòo meno fornire una spiegazione di talicaratteristiche. Ma anche se così fosse, ifisici non crederanno mai realmente al-l'esistenza delle corde cosmiche fino aquando essa non sarà stata confermatadall'osservazione diretta.

Tra le corde pesanti e altamente sim-metriche, le più vicine alla Terra dovreb-bero trovarsi a una distanza di circa 300milioni di anni luce. Corde più leggerepotrebbero essere più vicine, ma proba-bilmente la loro presenza è ancor menoevidente. Come si può sperare di rileva-re questi oggetti sfuggenti a distanze cosìgrandi? Fortunatamente le straordinarieproprietà gravitazionali delle corde co-smiche rendono possibile il loro rileva-mento. Per poter spiegare come, devoprima descrivere le caratteristiche gravi-tazionali di una corda ideale, immobile,che si sviluppi nello spazio in linea retta.

Secondo la teoria generale della rela-tività di Einstein, la forza gravitazionaleprovoca una curvatura dello spazio e deltempo; nella trattazione delle corde co-smiche, considererò soltanto la curvatu-ra dello spazio. Le corde distorcono lospazio in modo del tutto particolare.Nella geometria euclidea il rapporto tralunghezza della circonferenza e diame-tro di un cerchio è uguale al numero pigreco (3,14159). Per un cerchio aventeal centro una corda cosmica tale rappor-to è di pochissimo inferiore (la differen-za è solo nella quarta cifra decimale). Lospazio circostante una corda è di tipoconico. Per visualizzarlo, si immagini ditagliare dallo spazio euclideo un piccolo«spicchio» con il vertice sulla corda; siuniscano poi le superfici esposte del ta-glio, non tendendole ma curvando lospazio attorno a esse. Il risultato è chetutti i piani perpendicolari alla corda di-ventano coni.

L'angolo di deficit al vertice dello spic-chio corrisponde, nel caso delle corde, apochi secondi d'arco. Tutti gli oggettiche passano nelle vicinanze della corda -fotoni, atomi, stelle - verranno deviatidalla loro direzione di moto originaria diun angolo confrontabile con l'angolo dideficit. Due oggetti in moto lungo traiet-torie parallele e simmetriche (da partiopposte) rispetto alla corda entrerannoin collisione dopo averla oltrepassata. Sei due oggetti si muovono alla stessa ve-locità, a un osservatore posto su uno diessi l'altro oggetto appare inizialmentein quiete; al passaggio della corda que-st'ultimo inizia improvvisamente a muo-versi verso lo sfortunato osservatore conuna velocità che per un'ipotetica cordatipo può essere stimata pari a 0,00002volte la velocità della corda. Una cordatipo, dal momento che si muove a unavelocità di poco inferiore a quella dellaluce, può impartire a un oggetto una ve-locità che si aggira attorno a sei chilome-tri al secondo.

Che cosa accadrebbe se una corda

passasse attraverso una persona? Non èdifficile da immaginare. Nel momento incui la corda incrociasse a mezzo busto ilcorpo della persona, la testa e i piedicomincerebbero a muoversi uno versol'altro alla velocità di sei chilometri alsecondo. Una simile esperienza non sa-rebbe certamente salutare, ma non vi so-no motivi per preoccuparsi: la probabi-lità che una corda stia attraversando ilsistema solare è davvero piccolissima.

L'interpretazione in termini di spazioconico delle proprietà gravitazionali del-le corde cosmiche vale soltanto per lecorde rettilinee. Gli effetti gravitazionalidelle corde incurvate e dei cappi chiusisono molto più complessi. Tuttavia pic-coli tratti di tali corde si possono consi-derare approssimativamente rettilinei e,combinando l'analisi di molti piccolitratti, si può dimostrare che a grandi di-stanze da un cappio chiuso oscillantel'effetto complessivo di tutti i tratti cor-risponde a una normale attrazione gra-vitazionale come quella esercitata dallaTerra o dal Sole.

Lenti gravitazionali

Le distorsioni che le corde cosmicheinducono nello spazio potrebbero tradir-ne la presenza. Per esempio, a causa del-la curvatura dello spazio da esse prodot-ta, le corde possono comportarsi comelenti gravitazionali, ossia possono devia-re la luce proveniente da una galassialontana, facendola arrivare sulla Terrasecondo due percorsi differenti. Il risul-tato è che un osservatore vede due im-magini della stessa galassia separate daun angolo confrontabile con l'angolo dideficit prodotto dalla corda. In effetti,gli astronomi hanno scoperto numerosecoppie di galassie e di quasar (ogget-ti lontani estremamenti brillanti) i cuimembri presentano una straordinariasomiglianza reciproca e che, per tale mo-tivo, sono considerate immagini sdop-piate di uno stesso oggetto.

Anche normali galassie o ammassi digalassie possono comportarsi come lentigravitazionali; è quindi necessario ap-profondire lo studio delle immagini mul-tiple per accertarne la causa. Nick Kaiserdell'Università di Cambridge e AlbertStebbins del Fermilab hanno sottolinea-to che le corde cosmiche dovrebberoavere un effetto particolare sulla radia-zione cosmica di fondo a microonde.Questa radiazione è un residuo del bigbang; essa pervade l'intero universo e lasua intensità è la stessa in tutte le dire-zioni. Però nella scia di una corda partedella radiazione dovrebbe acquisire unaquantità di moto supplementare in dire-zione della Terra e apparire quindi piùintensa. Mentre altri oggetti in grado diprodurre effetti gravitazionali possonofar variare in maniera progressiva l'in-tensità delle microonde, la variazionecausata da una corda cosmica dovrebbeessere alquanto brusca. L'improvvisavariazione di intensità dovrebbe collo-

carsi lungo una linea tracciata tra le dueimmagini di una stessa galassia. L'entitàdella variazione dovrebbe essere soltan-to di una parte su 100 000, ma il suo ri-levamento, per quanto difficile, non do-vrebbe essere impossibile.

Inoltre, in futuro dovrebbe essere pos-sibile rilevare le corde cosmiche ricer-cando le loro onde gravitazionali. Le on-de provenienti da cappi di tutte le formee dimensioni si sommano a un rumoregravitazionale di fondo, il canto del ci-gno corale delle corde morte o morenti.L'intensità di tale rumore è alta in con-fronto a quella delle onde gravitazionaliemesse da altre sorgenti. Tuttavia, lagravità risulta essere la più debole tratutte le forze della natura e il livello pre-

visto del rumore prodotto dalle corde èancora lievemente al di sotto degli attua-li limiti osservativi.

Superconduttori cosmici

Fino a poco tempo fa, i fisici pensava-no che le corde cosmiche potessero inte-ragire con la materia solo mediante forzegravitazionali. Tuttavia, due anni fa, Ed-ward Witten della Princeton Universityipotizzò che le corde cosmiche fosserodotate di superconduttività. Witten di-mostrò che, secondo alcune teorie delleparticelle elementari, le corde avrebbe-ro particolari proprietà elettromagneti-che, che potrebbero indurle a compor-tarsi come superconduttori. In segui-

to si dimostrò che tale caratteristica po-trebbe produrre importantissimi effetticosmologici.

Le corde potrebbero essere supercon-duttrici perché il vuoto simmetrico in-trappolato al loro interno modifica ilcomportamento delle particelle. In par-ticolare, alcune particelle cariche, comegli elettroni, potrebbero avere massanulla all'interno della corda. E così pos-sibile, con energia minima, creare cop-pie particella-antiparticella i cui membrihanno carica e direzione di moto oppo-ste. La carica e la quantità di moto totalidi una coppia sono uguali a zero; il soloapporto energetico richiesto è quello ne-cessario per impartire il moto. Essendoprive di massa, le particelle si muovono

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Un'immagine sdoppiata di una singola galassia è il risultato della distorsione gravitazionaleprodotta da una corda interposta sul percorso della luce. La corda piega il cammino della luceproveniente da una sorgente, dando a un osservatore sulla Terra l'impressione che le sorgentisiano due. Se due galassie appaiono eccessivamente simili, si può ricercare una corda o un altrooggetto che funga da lente gravitazionale fra i membri della coppia. Le corde possono esseredistinte da altre possibili lenti perché dovrebbero provocare una brusca variazione nell'intensitàdella radiazione cosmica di fondo a microonde; finora, però, non ne è stata osservata alcuna.

LA STRUTTURA DEL GRUPPOvg*Eini

SIBMApprovvigionamento, trasporto, distribu-zione e vendita di gas naturale.Trasporto di idrocarburi liquidi.

Raffinazione e distribuzione di prodotti pe-troliferi. Fornitura di servizi per il risparmiodell'energia, per la razionalizzazione deiconsumi e l'uso di fonti energetiche diversedal petrolio.

-.1EirdCheirmPetrolchimica di base, materie plastiche,gomma sintetica, prodotti chimici per l'agri-coltura, fibre sintetiche, materie prime perdetergenti, tecnopolimeri, chimica fine, pro-dotti farmaceutici.

Y-SalpernPerforazione terra e mare.Costruzione terra (pipelines, impianti indu-striali, ecc.). Lavori mare (sealines, piattafor-me, terminali, ecc.).

SawbProduzione e fornitura di macchine per l'in-dustria tessile. Produzione di caldaie muralia gas.

Finanziamento di attività industriali e com-merciali del gruppo ENI.

SrnamprogettilStudio, progettazione e realizzazione di im-pianti chimici e petrolchimici, di raffinazio-ne, di trattamento gas, condotte in terra e inmare, tecnologie offshore, impianti indu-striali, impianti per l'ecologia e grandi infra-strutture.

!Int. IHIolicillngCompravendita e gestione di partecipazionie titoli; finanziamento delle attività del grup-po ENI all'estero.

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alla velocità della luce e non possonoavventurarsi all'esterno della corda, do-ve la loro massa sarebbe maggiore di ze-ro. Le particelle sfrecciano quindi nelvuoto intrappolato entro la corda, tra-sportando corrente elettrica e non in-contrando alcuna resistenza: si tratta,appunto, delle caratteristiche che defini-scono la superconduttività.

Jeremiah P. Ostriker della PrincetonUniversity e il suo studente ChristopherThompson hanno collaborato con Wit-ten per proporre un modello alternativodella formazione delle galassie. La cor-rente in una corda superconduttrice pro-duce campi elettrici e magnetici che nelvuoto dovrebbero propagarsi ad ampioraggio al di fuori dalla corda sotto formadi onde elettromagnetiche. Ma lo spaziointerstellare e intergalattico non è pro-priamente vuoto, bensì contiene un gasrarefatto di elettroni e di ioni che impe-disce alle onde di lasciare le immediatevicinanze della corda. In seguito all'ac-cumularsi dell'energia della radiazione,si sviluppa una pressione formidabile einizia a gonfiarsi una bolla che «spazza»la materia circostante raccogliendola inun guscio di gas caldissimi in espansione.La bolla, considerata in espansione, nonè molto diversa da un'enorme esplosio-ne. In questo scenario, le galassie si for-mano nei punti in cui le bolle entrano incollisione.

In un certo senso, la teoria esplosiva è

antitetica al modello gravitazionale dellaformazione di ammassi: la materia viene«soffiata via» dalla corda invece di esser-ne attirata. La teoria fornisce anche unaspiegazione più naturale dei vuoti nelladistribuzione delle galassie, prevedendoche queste dovrebbero assumere una di-sposizione in «fogli» relativamente sotti-li: un quadro non dissimile da quello chesi osserva in realtà. Quali altri criteri em-pirici potrebbero essere usati per verifi-care lo scenario dell'esplosione?

Ostriker e colleghi hanno postulatoche l'universo si sia magnetizzato subitodopo il big bang, perché era necessarioun campo magnetico per conferire il do-vuto impulso alle coppie particella-anti-particella. Nessuno ha una chiara idea dicome potrebbe avere avuto origine talemagnetizzazione, ma, se si verificò effet-tivamente, oggi nello spazio intergalatti-co dovrebbero trovarsi tracce di una ma-gnetizzazione residua. Secondo questaipotesi quindi, la teoria può essere sot-toposta a verifica cercando le tracce diuna debole magnetizzazione delocaliz-zata nell'universo. Il gas caldo ai confinidelle bolle potrebbe anche emettere del-le caratteristiche onde radio rilevabilidai radiotelescopi.

Verso la dimostrazione?

Oltre al ruolo svolto nelle teorie sullaformazione delle galassie, il concetto di

corde cosmiche superconduttrici sugge-risce un'altra via per individuare le cor-de. Anche se l'universo primordiale fos-se stato privo di campi magnetici, questivengono comunque generati dall'ener-gia rotazionale delle galassie in virtù diquel fenomeno noto come effetto dina-mo galattica. Oggi l'intensità del campomagnetico di una galassia tipica è appenaun milionesimo rispetto a quella delcampo magnetico terrestre. La correnteindotta da un campo di questa intensitàin un cappio superconduttore è troppodebole per generare una bolla esplosivadi radiazione; tuttavia i calcoli da meeseguiti con Eugene M. Chudnovskydella Tufts University, George B. Fielddello Harvard-Smithsonian Center forAstrophysics e David N. Spergel dell'In-stitute for Advanced Study dimostranoche l'interazione di questa corrente conle particelle cariche dello spazio inter-stellare può generare onde radio.

Nel dicembre 1985 Mark Morris del-l'Università della California a Los An-geles e Farhad Yusef-Zadeh del God-dard Space Flight Center della NationalAeronautics and Space Administrationhanno scoperto nel centro della Via Lat-tea numerose radiosorgenti a forma difilamento, da essi genericamente chia-mate «fili», che potrebbero essere cordecosmiche leggere, di bassa energia; inquesto caso, dovrebbe essere possibilevederne il movimento. La velocità concui tali corde si muovono sulla volta ce-leste dovrebbe essere di alcuni secondid'arco all'anno. Misurazioni preliminarihanno già fissato un limite superiore di1,5 secondi d'arco all'anno. Sebbene sitratti di un valore inferiore a quello pre-visto dai fisici, ciò non porta a escluderedel tutto questi fili galattici dal noverodelle possibili corde, perché la compo-nente maggiore del moto potrebbe esse-re diretta lungo la linea di vista anzichéperpendicolarmente a essa. Il moto lun-go la linea di vista sfugge al rilevamento.

Mentre le verifiche sperimentali dellateoria delle corde cosmiche sono ancoraagli inizi, i fisici sono tentati di utilizzarele ricche e insolite proprietà di questiipotetici oggetti per spiegare fenomenienigmatici di ogni genere. Si è già pro-posto che le corde possano essere sor-genti di raggi cosmici, flussi di particelleenergetiche che attraversano lo spazio inogni senso e la cui origine è sconosciuta.Esse potrebbero anche essere all'originedi quei potenti impulsi di raggi gammache vengono osservati con regolarità, mache sono ancora enigmatici. Si sospettapersino che le corde siano i «motori» cheforniscono energia ai quasar. Le motiva-zioni logiche alla base di queste ipotesinon appaiono particolarmente convin-centi; la maggior parte di esse risulteràprobabilmente errata. Ciò nonostante, ifisici teorici si stanno divertendo a esplo-rare le potenzialità insite nell'esistenzadelle corde cosmiche e, in definitiva, sa-rà la natura a dare il verdetto finale sulleloro ricerche.

L'Ente Nazionale Idrocarburi è unaholding pubblica che detiene lapartecipazione di controllo di 12Caposettore operanti in diversicomparti: energia, chimica, inge-gneria, servizi e meccanica, mec-canotessile e metallurgia dei nonferrosi. Alle Caposettore sono col-legate oltre 300 società consoli-date nel bilancio di Gruppo, di cui172 attive in Italia e 132 all'estero.Tutte le società che l'ENI controllasono società di diritto privato cheseguono la prassi internazionaleprevista per le società per azioni

Esplorazione e produzione di idrocarburi;approvvigionamento di greggi; ciclo delcombustibile nucleare; sviluppo e impiegodi fonti rinnovabili di energia (geotermia efotovoltaico); attività nel settore dei mineralinon ferrosi.

Ciclo integrato del carbone: ricerca e colti-vazione mineraria, logistica e trasporto, tra-sformazione, commercializzazione su scalainternazionale, ricerca scientifica e tecnolo-gica per sviluppare e diversificare l'utilizzodel carbone e dei derivati.

ed operano nel contesto economi-co, seguendo le comuni regoledella libera concorrenza.L'assetto organizzativo del Grup-po ENI tende a realizzare alcuniimportanti obiettivi: sviluppo del-la dimensione internazionale, pia-nificazione delle politiche impren-ditoriali, verifica gestionale dellaloro attuazione.In particolare, nei confronti dellesocietà operative, l'ENI svolgefunzioni di indirizzo generale, dicoordinamento, di programma-zione e di controllo della gestione

lv. SUA nn,Produzione, trasformazione e commercia-lizzazione di metalli non ferrosi da minerali eda rottami e residui civili ed industriali;estrazione e lavorazione dei marmi, produ-zione di acido solforico e derivati del bario.Produzione e trasformazione di materialiabrasivi e ceramici avanzati.

finanziaria e industriale, nonchédelle politiche del personale e deirapporti con l'esterno.Le società operative, dal canto lo-ro, godono di autonomia impren-ditoriale e mantengono la propriaindividualità di gestione.I rapporti organizzativi sono im-prontati alla massima flessibilità,che permette di adeguare imme-diatamente le strategie di gruppoall'evolversi della situazione eco-nomica e industriale nei diversicomparti e mercati in cui le azien-de si trovano ad operare.

INItuovoPoneProgettazione e costruzione di macchine,apparecchiature e strumenti per l'industriadegli idrocarburi, petrolchimica, elettrica,nucleare e tessile.Sistemi modularizzati e sistemi di automa-zione.

Ente Nazionale Idrocarburi 00144 ROMA, Piazzale Enrico Mattei, 1 - Telefono (O 6 ) 5 9001 - Telex: 610082 - 61008648