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LA SINDONE DI TORINO DAL PUNTO DI VISTA DELLA FISICA, parte prima

Iniziamo la pubblicazione di un articolo di Manuel Carreira già pubblicato dal Centro Español de Sindonología. In esso egli propone un approccio molto interessante per guardare la Sindone attraverso gli occhi di un fisico. Manuel M. Carreira, sacerdote gesuita, si è laureato in Filosofia (Universidad Pontificia Comillas, Madrid), in Teologia (Loyola University, Chicago), ha conseguito un Master in Fisica (John Carroll University, Cleveland) e un dottorato in Fisica (The Catholic University of America, Washington). La sua tesi di laurea era sui raggi cosmici ed è stata supervisionata dal dottor Clyde Cowan (co-scopritore del neutrino e premio Nobel per la fisica). Da quindici anni Carreira è membro del consiglio di amministrazione della Specola Vaticana. Oltre alle ricerche sull'astrofisica e sul rapporto tra scienza, filosofia e teologia, ha lavorato a diversi progetti di sviluppo tecnologico in campo aerospaziale, finanziati dalla NASA. Morirà nel febbraio 2020.



Lo studio della Sindone di Torino copre aspetti diversi come il rapporto con l'iconografia dei secoli, l'esame tessile del telo, l'analisi medica delle macchie di sangue, la storia dei suoi possibili itinerari fino a raggiungere la Francia, la determinazione dell'origine delle ferite multiple, le informazioni contenute nell'immagine, l'età del telo e il possibile processo di formazione dell'immagine su di esso. Diversi autori, specialisti in ciascuna delle scienze e delle tecniche applicabili in ciascun caso, si sono occupati di questi aspetti in molte occasioni e continuano a presentare la loro valutazione dei risultati con una competenza sempre degna di ammirazione e soggetta alle critiche di scienziati di pari professionalità.


Non faccio parte del ristretto numero di coloro che hanno avuto accesso diretto alla Sindone o a campioni prelevati per studi di laboratorio, anche se ho avuto la soddisfazione di confrontarmi direttamente con coloro che hanno condotto tali studi, oltre a leggere con interesse un gran numero di pubblicazioni sull'argomento. Data la mia formazione di fisico, sono particolarmente interessato a due problemi che, indipendentemente da tutti gli altri aspetti, devono essere discussi e risolti nell'ambito di questa disciplina: l'età della Sindone annunciata a seguito delle misure del suo contenuto di C14 e le ipotesi formulate per spiegare le caratteristiche e la formazione dell'immagine. In questo articolo voglio occuparmi solo di questi due problemi, e desidero farlo in modo sistematico e utilizzando sempre il criterio del confronto con i fatti: la fisica è definita in ultima analisi dal contrasto delle sue teorie con il comportamento reale e osservabile della materia.


1. La datazione al radiocarbonio dei tessuti


Il risultato annunciato nel 1988 è noto a tutti: tre diversi laboratori affermarono congiuntamente che la tecnica di datazione al C14 indicava che la tela di Torino risaliva al XIV secolo, all'incirca all'epoca in cui abbiamo prove storiche della sua esistenza in Francia. La reazione immediata dei media, e anche degli ambienti ecclesiastici, fu quella di dichiarare chiusa la questione, e di negare ogni possibile collegamento della Sindone con la crocifissione di Gesù avvenuta quattordici secoli prima.


Con una sola informazione contraria, anche se con tutto il prestigio della moderna scienza nucleare, l'intero studio precedente di decine di scienziati di tutte le discipline e tutti i risultati concordanti che indicavano l'autenticità archeologica del telo furono considerati non validi. Senza rispondere alle ovvie domande su come qualcuno nel Medioevo potesse avere le conoscenze mediche o storiche per produrre un'impronta che stupisce per la sua accuratezza anatomica, patologica e culturale, e senza indicare come questa immagine unica possa essere apparsa sulla tela, il caso è stato chiuso con riferimenti più o meno tiepidi a un valore simbolico di questa "icona", o con un attacco sprezzante alla credulità e all'opportunismo di coloro che l'hanno venerata per secoli.


Ritengo, da fisico, che la reazione sia stata prematura, frettolosa ed eccessiva. Non è la prima volta, né sarà l'ultima, che un fatto discordante lascia perplessi i ricercatori per qualche tempo. Possiamo ricordare che, all'inizio del secolo, la durata di vita del Sole in base ai processi di produzione energetica conosciuti era totalmente incompatibile con l'età della Terra e delle sue rocce, con chiare tracce di vita ben prima dell'età calcolabile della nostra stella. Anche l'età dell'universo secondo i dati di Hubble negli anni '30 era inferiore all'età delle rocce terrestri, e oggi il problema si ripropone con età delle stelle che sembrano superare le stime più accettate dell'espansione dal Big Bang iniziale. In ogni caso, è stato necessario ricalibrare i metodi di datazione o estendere i processi fisici da prendere in considerazione. Ma in nessun caso i dati scientifici sono stati negati o considerati privi di valore perché in conflitto. Lo stesso è accaduto nel campo della fisica delle particelle, con problemi gravi come l'apparente non conservazione della massa e dell'energia (che ha portato alla previsione e alla scoperta del neutrino) o, attualmente, con la mancanza di neutrini solari, che ci costringe a una profonda revisione delle nostre teorie sulle reazioni nucleari nelle stelle o sulle proprietà delle particelle elementari.


La scienza avanza risolvendo i problemi, non negandoli. Superando il "senso comune" con le sue ovvie conclusioni, Einstein ci ha dato la relatività. La meccanica quantistica, nonostante il suo indubbio successo, continua a sfidare tutte le nostre nozioni sulla realtà e su ciò che "deve" accadere; al punto che nei libri di testo si dice persino che non dobbiamo chiederci come le cose possano essere realmente così, se vogliamo progredire nei nostri studi. C'è sempre da temere che le nostre semplificazioni dei problemi per renderli risolvibili ci lascino la falsa impressione di aver preso in considerazione tutti i fattori importanti.


Nel caso della datazione del C14 è ben noto che i risultati discordanti si verificano con una certa frequenza e che un singolo dato non è sufficiente per essere sicuri. È necessario conoscere con precisione la quantità (percentuale) di atomi radioattivi nel campione iniziale, le possibili cause di contaminazione e la loro influenza relativa, e la percentuale finale da aspettarsi dopo un determinato periodo di tempo. Su questa base, il risultato misurato (numero di atomi radioattivi nel campione) viene confrontato con quanto previsto dalla teoria per ogni periodo di tempo, e quindi si deduce l'età. Ma non è facile stabilire con precisione la storia di un oggetto e del suo ambiente per eliminare le cause di errore.


Un esempio può chiarire questo punto. Se consegno un pezzo di ramo di un albero, ancora verde, a un laboratorio, mi aspetto che il risultato del C14 indichi un'età pari a zero rispetto alla data attuale, perché il ramo era ancora vivo quando è stato tagliato dall'albero. Se mi viene detto che il contenuto di C14 corrisponde a un'età di migliaia di anni fa, dovrò trovare una ragione per quella che è chiaramente una data sbagliata, ma non negherò che il ramo era vivo qualche giorno fa. In questo esempio possiamo suggerire una risposta: se l'albero è cresciuto in un ambiente carico di CO2 proveniente da combustibili fossili (carbon oil), la sua percentuale di C14 sarà talmente minima che un'ovvia interpretazione porterà a epoche preistoriche. Il contrario potrebbe accadere se il campione, pur essendo davvero molto antico, è contaminato da materiale carbonaceo moderno.


Nel caso della tela torinese è stato notato che i piccoli campioni analizzati sono stati prelevati dal bordo della tela, in una zona dove sono state effettuate riparazioni relativamente recenti (negli ultimi secoli), e dove è molto probabile che i fili non facciano esclusivamente parte della trama originale. In che misura questo sia il caso non può essere deciso a posteriori: i fili vengono distrutti nel processo di misurazione, e altri fili ancora conservati possono suggerire l'esistenza di una mescolanza, ma non provarla né smentirla. Sarebbe infatti altamente auspicabile ottenere campioni da un'area completamente priva di altri tessuti o fili estranei alla tela, possibilmente da una parte vicina al centro, ma lontana dalle toppe che coprono le bruciature del 1532, così come dalle altre bruciature chiaramente visibili.


Anche la contaminazione da contatto con altri materiali può introdurre C14 moderno nei campioni. Uno dei requisiti più importanti del metodo di datazione sperimentale è la pulizia più accurata possibile, utilizzando solventi organici e inorganici che non intaccano la cellulosa, ma ne compromettono l'adesione. Partiamo dal presupposto che nel caso della Sindone sia stata prestata questa attenzione e che non ci siano stati corpi estranei nella camera di combustione quando i fili sono stati bruciati per produrre la CO2 che poi è passata attraverso lo spettrometro di massa.


Ma una pulizia così completa non può essere data per scontata in assenza di test, anche microscopici. Esiste ancora la possibilità di un qualche tipo di contaminazione esterna resistente al normale lavaggio, o di una qualche reazione chimica che incorpori il C14 moderno nella struttura della cellulosa, in modo permanente e indistinguibile dalla sua composizione originale. Entrambi i tipi di contaminazione della Sindone sono stati affermati da autori credibili, anche se - senza avere accesso ai loro dati - non credo sia possibile valutare correttamente la rilevanza di tali effetti.


Il dottor Garza-Valdés sostiene di aver trovato in campioni di Sindone uno strato di materia organica prodotta da microrganismi che ancora vivono e si moltiplicano nei fili. Secondo i suoi esperimenti, questo tipo di plastica che aderisce alle fibre è resistente a tutti i normali metodi di pulizia e può costituire una percentuale significativa di materia carboniosa. Lo stesso ha affermato il dottor Kouznetsov. Senza una serie di campioni ben controllati e di misurazioni quantitative, non è possibile giudicare l'importanza di questo materiale nell'alterare la datazione della tela2. Ma è sorprendente che lo stesso contenuto di C14 sia stato dichiarato (nell'articolo originale di "Nature") in campioni sottoposti a una pulizia molto accurata e in altri misurati senza alcuna pulizia, nonostante l'evidente stato di sporcizia della tela dopo secoli di manipolazione e di esposizione a fumo, acqua e altri inquinanti.


Il dottor Kouznetsov e i suoi collaboratori in Russia hanno rilevato due nuovi fattori, uno di carattere generale e uno specificamente applicabile alla tela di Torino. In primo luogo, sostengono che nella pianta di lino avviene un processo di frazionamento isotopico che concentra il C14 in modo preferenziale nelle fibre di cellulosa che formano poi i fili della tela. Se così fosse, tutte le date ottenute per tessuti simili sarebbero errate: anche i tessuti prodotti oggi devono dare una datazione nel futuro. Non ho visto alcuna pubblicazione scientifica che mostri un simile risultato e, senza avere accesso ai dati e ai lavori originali, non posso fornire una critica più accurata e affidabile. Non ho nemmeno visto studi che indichino se le diverse varietà di lino si comportano allo stesso modo, o se la chimica del suolo e altre variabili ambientali possano influenzare l'arricchimento dichiarato, per stabilire con maggiore precisione se questo fattore sia importante o meno nel caso in questione. Tali controlli di laboratorio dovrebbero essere effettuati senza alcun dubbio. A mia conoscenza, altre tele antiche simili sono state datate senza problemi.


L'incendio del 1532, secondo il dottor Kouznetsov, ha avuto un impatto importante sulla composizione dei fili in esame. In condizioni di mancanza di ossigeno e a temperature di diverse centinaia di gradi, il legno della cassa subisce reazioni chimiche e produce composti attivi che agiscono sulla cellulosa del lino. Questo lega molecolarmente i vapori del legno moderno alle fibre originali, contaminando il tessuto con materiale ricco di C14, che viene poi esaminato per la datazione. Le descrizioni del lavoro in Russia contengono affermazioni di una relazione quantitativa che porta a una datazione di 2000 anni fa quando l'abbondanza di C14 viene corretta per gli effetti del fuoco. Anche in questo caso, non ho a disposizione una serie dettagliata di misurazioni e calcoli; la teoria è plausibile, ma il suo valore esatto può essere giudicato solo da una serie di misurazioni controllate, idealmente effettuate da diversi ricercatori in laboratori indipendenti, e con risultati pubblicati sotto il controllo della comunità scientifica. L'ambiente di un incendio di questo tipo non è difficile da riprodurre, ed è la sperimentazione il criterio ultimo per stabilire la validità dell'ipotesi.


Tralasciando le proposte esplicative che si basano su processi naturali e riproducibili, ci troviamo di fronte a ipotesi di tipo eccezionale, non suscettibili di verifica in laboratorio, e che spesso sono legate a presunte modalità di formazione dell'immagine da parte di un evento soprannaturale. In un modo o nell'altro, si suggerisce che qualsiasi processo sconosciuto in grado di influenzare la tela con un'energia che ha causato l'immagine, potrebbe anche aver alterato la tela nella sua struttura atomica, aumentando il contenuto di C14.


La prima reazione a queste affermazioni è di sorpresa, per la coincidenza che un tale fenomeno porti esattamente a una datazione che coincide con quella storica, e non a un altro secolo prima o dopo... per caso? Per caso? Se la formazione dell'immagine è dovuta a una decisione divina di lasciare un motivo di credibilità nella resurrezione, sembra illogico darci un oggetto che per la sua stessa natura fisica ci induce a dubitare della sua autenticità, rendendolo inutile a tale scopo. E se l'eccesso di C14 è prodotto da un fenomeno fisico noto o plausibile, qual è la sua natura?


Come vedremo nella seconda parte di questo articolo, è comune attribuire l'immagine a una non meglio specificata "radiazione". La fisica attuale non ammette alcun tipo di radiazione elettromagnetica che introduca nuovi neutroni nel nucleo del C12 o del C13. Anche ipotizzando un processo sconosciuto (e poco plausibile) con cui l'N14 presente nell'aria viene convertito in C14, non c'è motivo che si combini chimicamente con la cellulosa della tela; una semplice adesione superficiale non sarebbe sufficiente a contaminare i campioni, resistendo alla pulizia. Né è più accettabile l'ipotesi di una "smaterializzazione "4 del corpo al momento della resurrezione, per cui le particelle del nucleo vengono rilasciate e i neutroni vengono introdotti nel C12 della tela. Il C14 nella nostra atmosfera è dovuto all'impatto dei raggi cosmici sull'N14 dell'aria, non sul C12. E l'effetto osservato sul tessuto è molto improbabile dal punto di vista fisico, a meno che l'energia dei neutroni non sia regolata in modo molto preciso.


Se si tiene conto della natura delle forze che tengono insieme le particelle di nuclei più pesanti dell'H, si può sollevare un'obiezione molto ovvia a qualsiasi "smaterializzazione" che le separi. Dall'He al Ferro, la sintesi nucleare rilascia energia equivalente a circa l'1% della massa iniziale per arrivare a C, N, O, Ca che costituiscono il 34% degli atomi del tipico corpo umano. Per un corpo di 75 kg, ciò significa che circa 500 grammi di massa sono stati trasformati in un'enorme quantità di energia (calcolata con la nota formula di Einstein, E=mc2), e questa stessa quantità (circa 50.000 mila miliardi di joule, l'energia di una bomba atomica da 10 megatoni), è necessaria per distruggere i nuclei e ritrasformarli in particelle libere. In questa ipotesi non si dice nulla sulla fonte di tale energia, né sul modo di incanalarla in modo che il suo unico effetto sia quello di annullare i nuclei atomici del corpo, senza intaccare o distruggere gli oggetti circostanti (quanto indicato su questa smaterializzazione può essere applicato anche alle proposte di E. Lindner (che suggerisce una parziale annichilazione dei protoni negli atomi del corpo) e di J.B. Rinaudo (disintegrazione degli atomi di deuterio, liberando neutroni che alterano la quantità di C14). Non c'è alcuna ragione fisica perché questo avvenga, né perché si produca la giusta quantità di particelle per dare la data medievale, né perché le particelle abbiano la giusta energia; né perché influenzino il tessuto per dare l'immagine).


Attribuire l'immagine ai raggi X a bassa energia emessi durante una debole smaterializzazione presuppone anche processi fisicamente molto improbabili. Non c'è alcuna ragione per cui la radiazione X, che comporta il rilascio di energia in eccesso, debba essere prodotta quando è necessario fornire l'energia totale che deve spiegare la smaterializzazione. Nessuna radiazione che si propaghi secondo le leggi conosciute può spiegare le caratteristiche dell'immagine, come descritto nella seconda parte di questo articolo. Né conosco alcun esperimento che possa far pensare che esse abbiano esattamente la lunghezza d'onda giusta per penetrare solo la superficie delle fibre di lino, provocando la leggerissima disidratazione che conferisce alla tela il colore giallastro dell'immagine (Oltre alle considerazioni sopra esposte, dal punto di vista della fisica, è utile sottolineare la difficoltà teologica di accettare questa smaterializzazione. Il concetto di uomo, come "animale razionale", richiede l'esistenza del corpo - necessariamente fatto di materia, di atomi - per essere un essere umano nella sua totalità: non siamo spiriti imprigionati in attesa di liberarci del corpo. Il Vangelo è enfatico nel mostrare il Cristo risorto che insiste sulla sua corporeità, sulla sua carne e le sue ossa, sulle sue ferite, sulla sua capacità di farsi toccare e di mangiare con i discepoli. Non ha senso parlare di risurrezione se si dice che a "tornare" in vita è solo uno spirito, che non potrebbe mai morire. È quindi illogico affermare che la risurrezione distrugge il corpo al suo livello più elementare).


Riassumendo tutto ciò che è stato detto: assumendo che la datazione al radiocarbonio sia stata effettuata in modo professionale e pienamente credibile (anche se con ben noti difetti metodologici, che non sto a contestare), è necessario trovare una spiegazione del perché il suo risultato sia in evidente contraddizione con quanto dedotto da tutti gli altri studi sulla Sindone. È possibile che la contaminazione da parte di microrganismi o gli effetti del fuoco abbiano introdotto un po' di C14 nella cellulosa del lino: tale effetto deve essere stabilito quantitativamente. Altre forme di arricchimento radioattivo sono poco plausibili per la loro gratuità dal punto di vista dei processi fisici necessari e dei loro effetti collaterali (oltre che per le loro difficoltà filosofiche o teologiche). Il problema rimane irrisolto.

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