Approfondimenti sulla prolusione di Piero Benvenuti

Èoltremodoimpegnativoparlaredelcosmosolopochigiornidopolanotizia
dell’osservazionedirettadiondegravitazionaliemesse,forsemiliardidiannifa,da
duebuchinericoalescenti,maloèancorpiùdovendoparlarnequi,inquest’A ula
MagnacosìdensadistoriaeapochipassidallacattedradiGalilei.
Perquestomotivomisembraopportunoiniziareproprioconunacitazione
dell’illustreastronomopisanoepadovano.
ScrivevaGalileiil1° dicembre1612all’amicoMarkWelser:
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A ragione possiamoconsiderare questolimpido passocome il manifesto del metodo scientificomoderno e
forsemai profezia siè avverata econtinua adavverarsi esattamente come previsto e, anzi, oltre ogni
aspettativa. Dilìa pochianni infatti, l’ Anglochetantaalavistese, Isaac Newton, completando l’opera di
Galilei, fondava la meccanica classicaformulando lateoria della gravitazione universale e rivoluzionando–
forsein modopiùsommesso – ilconcetto dispazioe, di conseguenza, ditempo.
Tali furonoi successidell’applicazione della nuova fisicaai moti celesti – nonsoloilmoto dei pianeti era
descritto e previsto congrande precisione, ma addirittura la teoria prediceva la presenza di corpinonancora
scoperti, come Urano –
Tale – dicevo – ilsuccessodella nuova scienza, cheil puntocentrale del manifesto galileiano, quella rinuncia
consapevole a“tentar l’essenza” e adaccontentarsi discoprire le “affezioni”, ovvero le relazioni tra ifenomeni
misurabili nelle “sensate esperienze”, venne presto dimenticato... e avolte losidimentica ancor oggi,
soprattutto discorrendodi Cosmologia... torneremo suquestoaspetto tra breve.
Prima di entrare nel vivo del tema proposto,vorrei sottolineare la distanzastorica edepistemologica che
separa i duetermini usatinel titolo: Origine ed Evoluzione.
Distanzastorica, temporale, perché la domanda sull’Origine è antica quanto l’Uomo cheda sempre, intutte le
culture dicui abbiamo notizia, siè chiesto, avolte conangosciaesistenziale, quale fossel’origine ditutto
quantolo circondava.
Dell’Evoluzione globale edunitaria del Cosmoinvece, nulla sapevano fino acirca cent’anni fa, quandonessuno,
neppure ilgenio di Albert Einstein poteva sospettare chel’universo avesse unastoria, che fossepassato
attraverso fasi diversissime traloro ancorché tutte collegate causalmente.
Distanzaanche epistemologica, perché, come meglio vedremo inseguito, l’evoluzione del cosmola possiamo
e dobbiamo investigare conilmetodo scientifico galileiano, ma esplorarne l’origine significa tentarne l’essenza
e quindi,per suoproprio statuto,il metodo scientifico nonpuòprocedere da soloedeve trovare come alleate
altre forme diconoscenza, inuna sortadirazionalità allargata che cipermetta diprocedere oltre illimite
impostodalle “sensate esperienze” edalla “realtà misurabile”.
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Comedicevo,ladomandasull’origineèantica:“dadoveèuscitotuttoquesto?”si
chiedeval’uomodellecavernealzandogliocchialcieloelestesseparole– magari
ininglese!– lepossiamoporreinboccaall’astronomod’oggicheosserval’universo
conipiùsofisticatistrumenti:“Where thehell did it all comefrom?”
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Seladomandaèrimastalastessa,nonaltrettantopossiamodireperla
cosmologia;eilmotivoèevidente:selacosmologiatrattadituttociòcheesiste
nell’universo,nonpuòcheconsiderareciòcheèconosciutoattraverso
l’osservazioneequindi,inepochediverse,diversoèstatoilmodellocosmologico
elaboratodall’Uomo.
L’epocaclassica,quandol’unicomezzod’osservazioneeral’occhioumanoe
l’universovisibilelimitatoalSole,allaLuna,aipianetierrantiealle“stellefisse”,
avevaprodottounacosmologiaperfetta,siadalpuntodivistafilosofico-teologico,
chescientifico.Unmodelloletteralmenteantropocentrico,cheavevaispirato
scienziati,filosofi,artistiepoeti,inunaammirevoleunitàdelsapereallaqualenon
possiamononguardaresenzaunacertanostalgia.
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Difatto,ilcannocchialediGalilei,inquellefatalinottipadovanetraGennaioe
Marzodel1610,infrangedefinitivamentelesferecristallinedellacosmologia
aristotelico-tolemaicae,puraprendounanuovafinestrasull’universo,rende
l’Uomoorfanodiunacosmologiacomprensibile.L’universodiviene
improvvisamenteillimitato,popolatodiunamiriadedistellemaiimmaginate
prima...esiriaffaccial’anticaangosciaesistenziale:“difronteall’immensitàdel
cosmo,chièl’Uomoperchéqualcunosiricordidilui?”
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Lavignetta– tipicamenteamericana– chevihomostratopoc’anzi,cipuòapparire
irriverenteperuntemacosìelevato,mafortunatamenteabbiamoesempipreclari
cheillustranopiùseriamentelacondizioneumanadifrontealnuovocosmo.
Ilpoeta inglese JohnMilton,che fece visita aGalileiadArcetri negli ultimi anni
della sua vita,trasse ispirazione dai colloqui conil grande scienziato.Scrive nel suo
poema più famoso,ParadiseLost:“HowNature,wise andfrugal,could commit
such disproportions,withsuperflous handsomany nobler bodies tocreate?”
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epiùtardiancheLeopardimetteinboccaalsuoPastoreerrantel’angoscia
dell’uomodifrontealcosmoinfinito:“Equandomiroincielarderlestelle– Dico
framepensando:- Achetantefacelle?...Usoalcuno,alcunfruttoindovinarnon
so.”
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Eranecessarioattenderel’avventodellenuovetecnologieosservativeperritrovare
l’intimolegametrailcosmoel’uomo...Tuttoiniziacircacent’annifa,grazieadue
grandiprogressi:unoteorico,laTeoriadellaRelativitàGenerale,l’altroosservativo,
rappresentatodall’apparente“recessione”dellegalassie.
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EinsteinrivoluzionalafisicaprimaconlaRelativitàRistretta,
assumendocomepostulatolacostanzauniversaledella
velocitàdellaluceesuccessivamente,conlaRelatività
Generale,trasformaradicalmenteiprecedenticoncetti,
newtonianiekantiani,dispazioetempo.Ilnuovocontinuo
spazio-temporalenonèpiùunassolutoedindifferente
contenitore,maèinscindibilmentelegatoallamateria-energia
delcosmo.
Ladistribuzionedimateria-energiaplasmalastruttura
geometricadellospazio-tempoelospazio,così“curvato”
definisceletraiettoriechelamateriaelalucedevonoseguire.
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Unrisultatoincredibileallora,verificatoafaticaconleosservazionidell’eclissidi
Soledel1919,maoggiaccessibileatutti:leimmaginispettacolariottenuteconil
TelescopioSpazialeHubble cimostranocomel’aspettooriginaledigalassie
lontane,passandoattraversograndidistribuzionidimassa,comequellediun
ammassodigalassiepiùvicine,ciappaiadeformatoinmoltepliciarchiefilamenti.
Segnoevidentechelospazioplasmatodallamassasisiatrasformatoinuna“lente
gravitazionale”
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...avoltesigeneranoimmaginicuriose,chestimolanolafantasia,come
l’evanescentesorrisodelgattodiAlice...
Possiamosorrideredifronte aquestiaccostamenti...madonounsegnoevidente
cheunconcettoinizialmentecosìastrattoelontanodallanostraesperienzacistia
ormaidiventandofamiliare.
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AltrionfodellaRelativitàGeneralemancavaancoraunanello:larivelazionediretta
delleondegravitazionali.Selamassadeformalospazioattornoasé,quando
questasimuoveladeformazionelasegueequestavariazionetemporalesideve
propagarenellospaziocircostante.Einsteinl’avevaprevistoeglieffettiindiretti
dell’emissionedelleondegravitazionalieranogiàstaticonfermatidall’osservazione
diunastellapulsarbinaria.
Finalmente,pochigiornifa,dopopiùdimezzosecolodiperseveranza,gli
interferometridellacollaborazioneLIGOhannorivelatoleondeemesse,contutta
probabilità,daduebuchinericoalescentiinuno.Unfenomenofrequentenelle
epochepassate,resoorapercepibiledall’estremasensibilitàraggiuntadagli
strumenti.
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Siaprecosìunanuova,attesafinestraosservativa,complementareaquelladella
radiazioneelettromagnetica,checipermetteràdipenetrareinscenaricosmici
finorapreclusiall’indagine.
Sicuramentequestorisultatodarà rinnovatoimpulsoallacostruzionedinuovi
sofisticatistrumentidedicatiall’osservazionedelleondegravitazionali,comeil
progettospazialeLISA,ilcuiprecursoretecnologico,LISAPathfinder èstato
collocatoinorbital’annoscorsodall’A genziaSpazialeEuropea.
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Edèunagrandesoddisfazionesottolinearechel’ItaliaeilnostroDipartimentodi
FisicaedAstronomiasonoinprimalineainquestaricercaconlacostruzionee
l’operazionedellostrumentoVirgo,sitoaCascinaneipressidiPisa,epartedella
collaborazionemondialesullaricercadelleondegravitazionali.Ciauguriamotutti
chequestorisultatoportirinnovatoimpulsoenuoverisorseallanostraricercadi
base.
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Dopoquestointermezzodiattualità,torniamoallerivoluzionichehannodato
origineallacosmologiamoderna.QuandoEinsteinprovaadapplicareleequazioni
dellaRelativitàGeneraleall’interouniverso,ottieneunrisultatoperluiinatteso:le
equazionidiconochel’universononpuòrimanerestatico,deveespandersio
contrarsi.Maciòeracontrarioaquantoapparivaall’epocaealloraEinstein
modificalesueequazioniintroducendounacostante,lacostantecosmologica,che
hailcompitosi“stabilizzare”l’universodescrittodallesueequazioni.
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Valelapenadiricordareinfattichefinoal1920,gliastronomisichiedevanoancora
sealcuneimmagininebulosevisteconilorotelescopifosserodellenubigassose
appartenentiallanostraGalassiaoppurefosseroessestessedellegalassie,simili
allanostraViaLattea,mamoltopiùlontane.Èdel1920ilfamoso“GreatDebate”
tragliastronomiamericaniShapleyeCurtisperstabilirelanaturadellagalassiadi
Andromeda.
Dueannidopo,nel1922,EdwinHubble dimostra,grazieall’osservazionediun
particolaretipodistellevariabili,cheAndromedaèesternaallanostragalassiaesi
trovaaddiritturaacirca2milioniemezzodiannilucedanoi.
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L’universodivieneimmensamentepiùgrandeelegalassie,nonpiùlestelle,sonoi
veri“mattoni”costituentiilcosmo.
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Permaneperòunmistero,unparadosso:perchéilcielociapparebuio?Cosac’ètra
galassiaegalassia?Sel’universodiestendesseall’infinitoefosseuniformemente
popolatodigalassie,ilcielonotturnodovrebbeapparircituttotassellatodigalassie
eluminosocomedigiorno...
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Unospiragliodisoluzionedelmisteroarrivanel1927conlapubblicazionein
francese,inunaoscurarivistabelga,dell’articolo“Ununivers homogène demasse
constanteetderayoncroissant,rendant compte delavitesse radialedes
nébuleuses extra-galactiques.”(“Ununiversoomogeneodimassacostanteeraggio
crescentechegiustificalavelocitàradialedellenebuloseextragalattiche”).Infattii
datiosservativirecentementepubblicatiindicavanochelegalassieapparivano
allontanarsituttedall’osservatoreconvelocitàcrescente,proporzionaleallaloro
distanza.Lemaître perprimoproponeunmodelloteoricochespiegaidati
osservativi.Curiosamentelatraduzioneininglesedelsuolavorosullarivista
inglese,benpiùnota,Monthly Notices riportasoloilmodelloteorico,
“censurando”idatiosservativicheinvecevengonopubblicatinellostessoannoda
EdwinHubble,checosìlegaindissolubilmenteilsuonomeallaleggechedescrive
l’espansionedell’universo.
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Legalassiesembranoquindiallontanarsil’unadall’altra,manonsitrattadiuna
velocitàdinamica,comequellachenoisperimentiamonellavitaquotidiana.Èlo
spaziochesiespande,trascinandoconsélegalassie,comel’uvettainunafocaccia
chelievita...
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Proprioperchéèlospaziochesiespande,nonosserviamosolol’apparente
recessionedellegalassie,matuttele“lunghezze”ciappaionoallungarsi,inclusala
lunghezzadelleondeelettromagnetiche,della“luce”.Glioggetticosmiciremotici
appaionoquindipiùarrossatirispettoallalucedaloroemessainorigine.Èil
fenomenodelred-shift cosmologicochecipermette,dall’osservazionedioggetti
noti,comestelleegalassie,distimarelalorodistanzae,notalalorovelocitàdi
recessione,laleggediespansionecosmica.
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Sel’universoèinespansione,significachenelpassatoerapiùdensoe
conseguentementepiùcaldo.Nel1948,GeorgeGamow ipotizzachenellefasi
inizialidell’espansioneilcosmodovevaesserecostituitodaungasuniformedi
protoniedelettroni,completamenteionizzato,quindiopacoallaradiazioneedin
grado,duranteunbrevissimointervalloditempo,diprodurrepernucleo-sintesi
Elioetraccedielementileggeri.Lesueprevisioni,delfondocosmicodimicroonde
edellanucleo-sintesiprimordiale,oggiampiamenteconfermate,costituiscono,
assiemeall’espansionedell’universo,itrepilastrisucuipoggiasaldamentel’attuale
modellocosmologico.
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Possiamooracercarediricostruirelastoriadelcosmo..
Dell’inizioedellapossibilitàchetuttoemergadaunafluttuazionequantisticadellospaziotempo,diremotrapoco.Sembrainvecesemprepiùplausibileunafasediespansione
esponenziale,chiamatainflazione,chedopocirca10-33 secondidall’ipoteticoistantezero,
quasiistantaneamentefaaumentareledimensionidell’universodiunaquantitàsmisurata.
Nonvisonoprovedirettediquestafase,nésononotelecausediuntaleevento,unico
nellastoriadelcosmo,maseloammettiamo,molteinspiegabiliincongruenzedelmodello
cosmologicospariscono:ilfuturocidiràsel’ipotesicontinueràadesseresostenibile.
Dopoquestafase,lenostreconoscenzesifannopiùsolide:lagiàcitatanucleo-sintesi
primordialeproduceatomidiElioinquantitàbendefinita(circail25%),successivamente
leprimestelleproduconoallorointernotuttiglielementichimicichebenconosciamoe
checostituisconolarealtàmaterialechecicircondaedicuisiamofattinoistessi.Infattile
stelle,esplodendoedisseminandoiloroprodottidisintesinelmezzointerstellarelo
arricchisconochimicamenteedèsempreaffascinantericordarecheognisingoloatomodi
ferrochecircolainquestomomentonelnostrosangueconl’emoglobinaèstatoprodotto
all’internodiqualchelontanastellapoiesplosacomesupernova...siamoveramentefigli
dellestelle...!
Lenubimolecolaricosìarricchitecollassanoperformarenuovegenerazionidistelleecon
loro– oggilosappiamopercerto– ipianeti,moltideiqualisimiliperdimensionie
condizionifisicheallanostraTerra.
Anchelavitabiologicaelacoscienzasisarannosviluppateconlastessaomogeneità
evolutivachefinoraabbiamoosservatonelcosmo?Nonlopossiamoancoraaffermare,e
forsenonpotremomairispondereconcertezzaaquestoaffascinanteinterrogativo...
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Lasciamoloperorasospesoetorniamoallanostrastoriacosmica:qualisonole
caratteristichefondamentalidelcosmocheabbiamoappresonegliultimidecenni?
• Ilcosmohauna“storia”chesidipananeltempodacirca13,8miliardidianni.
• Ilcosmoevolvecomeunaunitàinterconnessaedinscindibiledispazio-tempoe
materia-energia.
• Ognifasedellasuaevoluzionedipendedallaprecedenteepreparalefasi
successive.
• Dopo14miliardidianni,almenosuunosperduto,minuscolopianeta,
dall’evoluzionecosmicaèemersalavitabiologicaelacoscienzadisé.
• Senzaevocareinconcludentiprincipiantropici,dobbiamoriconoscerechesiamo
inrelazionecontuttoilcosmoattraversounasortadigolden braid,dicatena
doratachecicollegaadognisuafaseevolutiva.
Ètuttoquindiprevedibile?Etvidetur quod sic...direbbeTommaso...
...perpoiriprenderesubitoconunSed contra...
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Eccoinvecechel’universociimpartisceunalezionediumiltà:quandoognicasella
delmosaicocosmicosembravaavertrovatolagiustacollocazione,idatiosservativi
cidiconochetuttoquellochefinoraconoscevanodell’universo,stelle,galassie,
nebulose,nonrappresentacheil5%dituttociòcheesiste.Circail25%deltuttoè
costituitodamateriaoscura,ovverodamateriachefasentirelapropriaazione
gravitazionale,manonemetteradiazioneelettromagnetica(luce)dialcuntipoeil
restante70%circaèattribuibileall’energiaoscura,un’entitàdinaturadadefinire
(dindd direbberoicolleghimedici)dicuisappiamosolocheèresponsabilediuna
inattesaaccelerazionedell’espansionecosmica.
Nonèquestalasedeperapprofondirelebasiosservativeescientifichediqueste
ultimeaffermazionichepossonoapparireapodittiche.Possiamoperòproporre
qualcheriflessioneconclusivadicarattereepistemologico.
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Lascoperta(imprevedibile)dellamateriaoscuraedell’energiaoscurapresenti
nell’universodovrebbefartacerepersemprecolorocheancoroggisiilludonodi
poterarrivareadunaTeoriadelTutto(Theory ofEverything oToE).Chicipuò
infattiassicurarechetra10,20,...100anni,gliastronominonscopranoaltreentità
imprevedibili,finoadalloranascostenellatramacosmica?
L’unicafededelloscienziatodeveesserelaconvinzionediriusciresempre,anchedi
fronteaidatisperimentalipiùinattesi,atrovarequelle“affezioni”traifenomeni
chenepermettonounadescrizionerazionale:conle“necessariedimostrazioni”,
comedicevaGalilei.
Madovrebbeancheessereumilmenteconsapevolechenonpotràmaiporrela
parolafineallasuaricerca.
Inoltre,dalmomentochelospazio-tempoèinscindibiledallamateria-energia,
dovrebbericonoscerechel’ipoteticoistantezerocheilmodellomatematicocosmologico(nonnecessariamentelarealtà)prevede,èinsondabiledalmetodo
scientifico.
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Nonostante la lezione diumiltà impartitaci dal cosmostesso,leggiamo inunrecente librodi Hawking e
Mlodinow – “The Grand Design” – le seguenti affermazioni:
“Come possiamo comprendere il mondo in cuicitroviamo? Come si comporta l'universo? Qualè lanatura della
realtà? Che origine hatutto ciò?...Per secoli questi interrogativi sono stati dipertinenza della filosofia,ma la
filosofia è morta,…Così sono stati gli scienziati araccogliere la fiaccola … della conoscenza.”
Ora, vedo conpiacere che imiei colleghi filosofiquipresenti sonovivie vegeti e nonsembrano avere alcuna
intenzione di commettere unsuicidiocollettivo: potremmo sorridere difronte aqueste ingenue sciocchezze o
consigliare agli autori di leggere (nonrileggere cheper loro nonmi sembra il termine adeguato) Platone,
Lettera settima, prima diparlare, avanvera, della fiaccola della conoscenza.
Ma illibro è unbestseller e quindipensodovremmo preoccuparci. Soprattutto seloleggiamo inparallelo con
voci, vere ofalse nonhaimportanza, diriduzione oeliminazione dello studiodella filosofiadalla scuola.
Che fare? Da quantoabbiamo visto, il cosmoe lasuaevoluzione (checomprende naturalmente anche
l’evoluzione biologica el’emergere della coscienza)è ilterreno ideale per unacollaborazione costruttiva tra
scienza efilosofia.
Inparticolare l’unitarietà dell’evoluzione cosmica, la relazionalità che collega ogni suafasee la non-località
della realtà fenomenica, chiedono conforzaalla filosofiadiapprofondire l’ontologia delle relazioni.
E dove senonqui,nell’Università, dovrebbe avvenire concretamente questoriavvicinamento della cultura
scientifica e diquella umanistica, discienze, filosofiaed arte, e perché no, vistoche nondobbiamo temere il
confrontodelle idee, lateologia? tutti insieme incammino verso la trasformazione della conoscenzain
sapienza.
Il nostroDipartimento diBiologia hagià tracciato unsolcoimportante ecoraggioso inquesta direzione e mi
auspicoche altri, soprattutto Fisica, Astronomia e Matematica seguano l’esempio.
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Questomioauspiciomipermette,inconclusione,direndereomaggioadunmio
grandeMaestro,unodeimaggioripoetiitalianidelNovecento,AndreaZanzotto,
chehoavutoilprivilegiodiaverecomeprofessoredilettereallescuolemedie.
Giàalloraincitavanoi,giovaniappenauscitidalleelementari,aperseguireun
umanesimoglobale,mischiandoscienzaepoesia.Affascinatodall’emergente
cibernetica,alternavalezionisullaconsecutiotemporum conl’algebradiBoole.
Attentissimoaglisviluppidellascienzaecriticoferocedelloscempioculturalecui
suomalgradoassisteva,nelDicembredel1999pubblicòsulCorrieredellaSerauna
breve,mestamenteironicapoesiachemisembraemblematica.
Eravamoallavigilia– ricordate? – dellafamigeratabufaladelmillennium buge
nellanottetrail21eil22DicembrelaLuna,infasediplenilunio,sisarebbetrovata
moltoprossimaalperigeo,alladistanzaminimadallaTerra.Cisarebbeapparsa
quindileggermentepiùgrandedelsolito,manonpiùluminosaperché,come
sannoglistudentidiastronomia,laluminositàsuperficialediunoggettochebrilla
diluceriflessa,nondipendedallasuadistanza.Matant’è,tuttiigiornalieimedia
annunciaronoalmondochequellaserasisarebbevistalaLunapiùbrillantedel
millennio.
Zanzottonaturalmentecapìsubitol’inconsistenzascientificadegliannunciededicò
questosuodivertimentoall’amicaLuna:
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Laconclusioneciservadimonito:sevogliamoevitarechelegenerazionifuture
rimanganoirretitedallapoltigliapseudo-informativacheciinvade
quotidianamente,dobbiamofornirlorovalidistrumentididifesachenonpossono
cheesseremultidisciplinari.
Esenoiuniversitaripadovaniperseguiremoquestoobiettivodiunitàculturale,non
faremoaltrochetenerfedealnostrogloriosopluricentenariomotto“Universa
Universis PatavinaLibertas”
AdMajora!
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