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0349. Come è avvenuta l'espansione dell'Universo dopo il Big Bang?

espertomini

Ho letto che secondo alcune teorie cosmologiche il Big Bang fu seguito da una fase di espansione iperaccelerata, a velocitá maggiori di quella della luce. Come facciamo a sapere che in un passato remotissimo l'Universo è stato più grande rispetto a quanto avrebbe dovuto essere per la espansione del suo orizzonte alla velocitá della luce? (Dario) (2219_3200_5555)

 

sem_esperto_gialloL' espansione dell'Universo icona_glossario è probabilmente la più sensazionale scoperta in astrofisica del XX secolo. Le modalitá e conseguenze di questo fatto continuano ad attrarre nuove generazioni di astrofisici e naturalmente anche i nostri web-nauti. Su questo tema abbiamo giá dato risposte, di varia difficoltá, in icona_esperto[102]icona_esperto[111]icona_esperto[123]icona_esperto[136]icona_esperto[188]icona_esperto[269]. Il fatto che le dimensioni dell'Universo siano maggiori dei 13-14 miliardi di anni luce, corrispondenti alla porzione dell'Universo visibile al giorno d'oggi, è un fatto non direttamente legato alla teoria dell'inflazioneicona_glossario . Continuamente, nuove porzioni molto remote dell'Universo entrano nel nostro 'orizzonte', cioè diventano da noi osservabili, per il semplice fatto che i segnali emessi nella nostra direzione hanno richiesto 13-14 miliardi di anni per raggiungerci. In altre parole, qualche miliardo di anni fa la parte visibile dell'Universo era molto più piccola di quanto sia ora, e fra qualche miliardo di anni sarà corrispondentemente più grande. Tornando all'espansione iperaccelerata, la quale implicherebbe che le dimensioni dell'Universo sono in realtà molti ordini di grandezza maggiori rispetto a quelle dell'Universo visibile oggi, le evidenze per il momento sono per lo più indirette, ma la loro forza sta nel fatto che riescono a spiegare in modo naturale tutta una serie di osservazioni che non trovano una spiegazione convincente nelle teorie cosmologiche standard. Diamo un esempio: tutte le osservazioni indicano con estrema precisione che le caratteristiche peculiari di remote regioni dell'Universo sono indipendenti dalla direzione di osservazione. In particolare, la temperatura della radiazione cosmica di fondo (CMB = Cosmic Microwave Background) è sempre la stessa: 2,725 icona_glossario gradi Kelvin icona_biografia , e così pure le cosidette 'anisotropie' della CMB icona_glossario (che possimo descrivere a livello intuitivo come piccole distorsioni) hanno precisamente le stesse caratteristiche indipendentemente dalla direzione che scegliamo per misurarle. Ora, se consideriamo due porzioni remote dell'Universo situate in direzioni diametralmente opposta rispetto a noi, il fatto che la temperatura e tutte le altre caratteristiche della CMB siano le stesse in entrambe le regioni appare inesplicabile, visto che queste due regioni non avrebbero mai potuto trovarsi in contatto causale (si noti che in linea di principio due regioni abbastanza distanti ed in direzioni diametralmente opposte rispetto a noi potrebbero non essere in contatto causale neppure ora). In questo caso sarebbe logico aspettarsi che le due porzioni dell'Universo si siano evolute in modo del tutto indipendente una dall'altra, e quindi dovrebbero oggi apparirci sostanzialmente differenti. Se però assumiamo che subito dopo il Big Bang icona_glossario , l'Universo primordiale ha attraversato un breve periodo di inflazione (con espansione 'iperaccelerata') questo apparente paradosso si spiega facilmente: le due regioni che osserviamo erano originalmente in contatto causale, o meglio, erano parte di una stessa regione. Però a seguito del periodo di inflazione la loro distanza è improvvisamente aumentata esponenzialmente fino a portarle ben al di fuori dei rispettivi 'orizzonti'. L 'omogeneità delle caratteristiche fisiche di regioni che apparentemente avrebbero dovuto ignorare la loro reciproca esistenza trova così una convincente spiegazione nell'ipotesi dell'inflazione perchè in realtà la loro origine è stata comune. Durante l'inflazione però la separazione fra di loro è enormemente aumentata, e solo ora, dopo svariati miliardi di anni, il loro orizzonte degli eventi si è ampliato a sufficienza così da ritornare a metterle in contatto causale.

Enrico Nardi – Fisico


 

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