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0458. Accelerazione cosmica

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Buongiorno, vorrei capire l'origine della misteriosa accelerazione dell’espansione cosmica, rilevata dai premi nobel Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt e Adam Riess: non potrebbe essere dovuta semplicemente ad una differente velocità di scorrimento del tempo del remoto passato (altissime energie, tempo dilatato) da cui provengono i raggi luminosi che oggi osserviamo?
Giovanni

 

 

 


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In realtà no, per almeno due ragioni. Innanzi tutto, le altissime energie che si sono realizzate nell’Universo primordialenon hanno provocato una dilatazione del tempo. In cosmologia si può definire un sistema di riferimento “naturale” in cui seguire l’espansione dell’universo icona_esperto[457].

In questo sistema, le coordinate spaziali vengono “riscalate” da un fattore di scala, che dipende dal tempo, e rende conto dell’espansione, che è, in alcuni periodi, accelerata, come è ormai noto da diversi anni. In questo sistema, il tempo, anche detto tempo cosmico, è disaccoppiato dalle coordinate spaziali e dall’espansione. Quindi modificare il fattore di scala non ha influenza sullo scorrere del tempo cosmico.

In secondo luogo, l’accelerazione cosmica a cui il lettore fa riferimento non è un fenomeno dell’universo primordiale ma al contrario, relativamente recente (su scala cosmica). L’accelerazione è divenuta significativa “solo" da qualche miliardo di anni, mentre non aveva semplicemente ruolo nei primi minuti di vita dell’universo, quelli appunto dove si sono realizzate altissime  energie. In altre parole, l’accelerazione cosmica sta dominando l’universo oggi, quando la sua densità di energia è estremamente bassa, perché diluita dall’espansione.

Forse il lettore ha in mente un altro periodo di espansione accelerata, che si è realizzata in effetti nell’universo primordiale, e va sotto il nome di inflazione cosmica icona_esperto[116] icona_esperto[349]. Tale fase è cominciata a tempi molto piccoli (dell’ordine di 10-36 secondi), ed è durata fino a tempi dell’ordine di 10-32 secondi (non vi è certezza su questi numeri perche’ non conosciamo la scala di energie a cui si accende l’inflazione). In questi istanti il fattore di scala è aumentato di qualcosa come 1026 volte. Si tratta dunque di un fenomeno diverso da quello che sta avvenendo ora, è molto rapido e si innesca ad altissime energie. Tuttavia, si pensa che la sua origine fisica risieda nell’azione di un particolare campo icona_glossario , che si trova a dominare gravitazionalmente l’universo in un quella fase iniziale, e non in un problema di dilatazione temporale, ancora per la motivazione su esposta.

 

Paolo Natoli, fisico

 

 

ultimo aggiornamento giugno 2016

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