Un piccolo… Universo?

Assolutamente no, i cosmologi ritengono che il nostro Universo sia molto esteso

Sono molto contenta che abbiate aperto questo articolo oggi, so che vi piace viaggiare per scoprire mondi diversi, abbiamo visto da vicino stelle, pianeti, lune, esopianeti, protopianeti… e chi più ne ha più ne metta!!! Devo ammettere che a volte vi porto in posti dove fa molto freddo, oppure fa troppo caldo, ogni tanto vi lamentate, siete diventati davvero esigenti, ma tutto questo non mi spaventa perché ho ancora molti assi nella mia manica e questo è il più complicato. Oggi vi vorrei portare in un luogo diverso… un posto dove i suoni sono davvero un po’ lugubri perché non è vero che all’interno dell’Universo non si sente nulla, o non c’è luce… e se guardate molto attentamente possiamo vedere anche il fondo cosmico… lo vedete?? Laggiù… in fondo… in fondo…


Cosmic background radiation map
L’immagine mostra la radiazione cosmica di fondo. Credit: NASA, JPL

Ma per spiegarvi le cose per bene, dobbiamo tornare un po’ indietro nel tempo, prima della formazione delle stelle o dei pianeti, quando il nostro Universo aveva delle proporzioni meno voluminose di quelle odierne, ed in effetti era anche più caldo ed intriso da una radiazione uniforme, in interazione con il plasma di un elemento chimico famoso, l’idrogeno. All’aumentare delle dimensioni questa energia è diminuita e ciò ha causato anche la diminuzione della temperatura dell’Universo, così sia il plasma che le radiazioni hanno incominciato a raffreddarsi… e per “magia” la “nebbia” opaca si disciolse e diventò “trasparente” alle radiazioni: i fotoni che fino a quel momento erano stati molto attivi si “rilassarono” visto che avevano più spazio per “correre”. Detta così sembra una banalità, ma aspettate che vi racconti il resto!!!


L’immagine mostra l’osservatorio di microonde installato vicino al Polo Sud. Credit: BICEP2 Collaboration, NSF, Steffen Richter (Harvard)

Al giorno d’oggi la luce più distante che noi possiamo vedere è il fondo cosmicoÈ definibile come la radiazione residua proveniente dalle fasi iniziali della nascita dell’universo in accordo con il modello del Big Bang, di cui è considerata una conferma chiave. a microonde o CMB; pensate che per raggiungerci ha impiegato ben 13 miliardi di anni.

Al momento questo è il limite dell’Universo osservabile, ma se si crede che abbia un’estensione di 26 miliardi di anni luce, grazie alla sua espansione cosmica ora è più vicino a noi di 46 miliardi di anni luce. Lo so, vi sento fare i calcoli, ma vi assicuro che le nostre calcolatrici esploderebbero prima, perché si tratta di un grande Universo!!!

Ecco perché la maggior parte dei cosmologi ritengono che quello che vediamo è una solo piccola parte di un’infinita creazione. E noi possiamo analizzarne i diversi motivi.

Il primo punto è la distribuzione dei vari ammassi di Galassie: se l’universo non si estendesse al di là di ciò che vediamo, le galassie più lontane sentirebbero un’attrazione gravitazionale verso la nostra regione del cosmo, ma non verso di noi, dando luogo ad ammassi asimmetrici. Poiché le galassie si raggruppano all’incirca nella stessa scala in tutto l’universo visibile, ciò indica, in altre parole, che l’universo osservabile è omogeneo e isotropo.Corpo o ente che presenta le stesse proprietà in tutte le direzioni.

Il secondo punto ci fa considerare che lo spaziotempo è piatto. Se non lo fosse, la nostra visione delle lontane galassie sarebbe alquanto distorta: infatti apparirebbero o decisamente più piccole o molto più grandi di quanto non siano in realtà. Bisogna dire anche una cosa, ossia che le galassie lontane appaiono leggermente più grandi a causa dell’espansione cosmica, ma non in modo tale da implicare una curvatura complessiva dello spaziotempo. Per cui questa “piattezza” dimostra che il cosmo sia almeno 400 volte più grande dell’universo osservabile.

Il terzo ed ultimo punto è che il nostro “fondo” cosmico a microonde è quasi di un “nero perfetto”, ossia omogeneo analogamente all’Universo stesso; si vero, ci sono delle piccole fluttuazioni nella sua temperatura, ma è molto più uniforme di quanto dovrebbe essere.


Galaxy Cluster, ALMA, Hubble
L’immagine mostra l’ammasso di galassie massicce RX J1347,5-1145. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Kitayama et al, NASA/ESA Hubble Space Telescope

E per spiegare tutto questo gli studiosi hanno proposto un periodo di enorme espansione subito dopo il Big Bang, noto come inflazione cosmica precoce e dicono: “Non abbiamo osservato alcuna prova diretta, ma il modello risolve così tanti problemi cosmologici che è ampiamente accettato. Se il modello è accurato, l’universo è circa 1026 volte più grande dell’universo osservabile”.

Per cui dopo tutte le prove che vi ho proposto come si fa a dire che il nostro Universo è piccolo?

Il dubbio è stato posto da ricercatori che hanno utilizato la teoria delle stringheLa teoria descrive come le stringhe siano delle vibrazioni microscopiche che si propagano nello spazio e nel tempo e che sono talmente tanto piccole da non potersi riconoscere dalle particelle elementari che noi conosciamo., che però è essenzialmente un insieme di teorie matematiche molto complesse, definite le “paludi” dagli studiosi quando si trovano alla prese con teorie poco promettenti. Ed è proprio lì che si trovano queste stringhe, cioè in zone un po’ “paludose”…

Tramite le stringhe si potrebbero aggirare le difficoltà che alcuni teorici rilevano nell’uso dell’inflazione prcoce, che però sino ad oggi, come indicato in precedenza, ha fornito una descrizione dell’inizio dell’Universo essenzialmente coerente con i dati sperimentali. Tutto questo è quindi piuttosto speculativo, ma in un certo senso lo è anche l’inflazione cosmica precoce. Se l’inflazione cosmica precoce è vera, dovremmo essere in grado di osservarne gli effetti attraverso le onde gravitazionali in un futuro piuttosto prossimo. Se ciò dovesse fallire, potrebbe valere la pena di esaminare più da vicino i modelli della teoria delle stringhe che ci tengono lontani dalla palude teorica.

Ma a questo punto: stringhe o inflazione precoce? Chi ha ragione? Ed al riguardo cosa ne penserebbero Planck, Bohr, Schrödinger, Heisemberg, Dirac e tutti gli altri… di queste “paurose paludi”? Si metterebbero le mani nei capelli… o si metterebbero a ridere come dei matti??