La Nascita dell'Universo

Poiché oggi riteniamo che l'universo sia in espansione, possiamo andare a ritroso nel tempo di circa 15 miliardi di anni e immaginare tutte le galassie concentrate in una piccola sfera gassosa.

Continuando a ridursi, questo gas si riscalda sempre maggiormente, assumendo prima una colorazione rossa, poi gialla, e infine bianco-bluastra.

In queste condizioni, tutto lo spazio esistente è come una intensissima stella luminosa.

A questa temperatura i nuclei degli atomi di deuterio, litio ed elio si spaccano e compaiono gli elettroni e i positroni.

Continuando ad immaginare questa compressione continua, compaiono dunque i neutroni, i protoni e altre particelle pesanti.

A questo punto il calore è inimmaginabile.

Tutto l'universo si trasforma in quark e leptoni.

Le forze presenti in natura - le forze nucleari forti e deboli, la gravità e quella elettromagnetica - si fondono in una sola, l'energia sviluppata è incredibilmente enorme.

Si è così arrivati, a ritroso nel tempo, all'istante del big-bang, alla nascita dell'universo, del tempo, dello spazio e della gravità.

Non è facile immaginare cosa ci fosse prima dell'esplosione, sappiamo però che da quell'istante è cominciata la storia e l'evoluzione dell'universo come lo conosciamo. Durante la sua continua espansione, ha dato vita a stelle, pianeti e galassie.

Anche se la maggior parte dei cosmologi abbracciano la teoria del big-bang, c'è anche chi è critico verso questa spiegazione.

Tra le teorie alternative c'è per esempio quella dello steady state, cioè dello stato stazionario di un universo sempre in espansione ma senza inizio né fine, il che presupporrebbe continue immissioni di nuova materia.

Questa ipotesi è stata del resto suffragata da una formulazione matematica che non viola la legge sulla conservazione della materia e dell'energia.

l'universo in espansione

Quando sentiamo passare un treno che fischia, anche se per il macchinista il suono è costante, sentiamo il fischio aumentare di intensità mano a mano che il treno si avvicina a noi e, viceversa, diminuire sempre più mentre si allontana. Il fisico austriaco Christian Doppler, nel secolo scorso, ha dimostrato che un effetto simile si verifica anche per quanto riguarda le onde luminose. 

Se le stelle fossero ferme, la frequenza della loro luminosità sarebbe costante e, le onde luminose ci giungerebbero in modo costante, così come vengono emesse dalla sorgente.

L'effetto Doppler mostra invece che quando la fonte luminosa si sta avvicinando la frequenza delle onde luminose si sposta verso il blu, mentre se si allontana si sposta verso il rosso. 

L'astronomo Edwin Hubble, nel 1929, osservando stelle e galassie lontane verificò che lo spettro dei loro colori è spostato verso l'estremo rosso.

Ciò spinge gli scienziati a immaginare che l'universo sia in rapida espansione e che le galassie si stiano allontanando sempre più dalla Terra.

La velocità di allontanamento delle galassie non è casuale, è proporzionale alla loro distanza dalla Terra: più sono lontane, più velocemente se ne allontanano.

Hubble ha perciò cercato di calcolare la velocità di espansione dell'universo e, attraverso la costante di Hubble o costante H, è stato possibile calcolare anche quanto tempo è trascorso dall'istante del big-bang.

Come finirà l’universo

Non è facile rispondere a questa domanda. Le risposte dipendono dal modello teorico a cui si aderisce.

Ammettendo l'esistenza di un big-bang iniziale si possono prevedere per il futuro almeno due tipi di comportamenti dell'universo, che dipendono dalla quantità di materia esistente. Dato che la materia è attratta dalla forza di gravità, se la massa della materia esistente non è sufficiente a contrastare l'impulso dell'esplosione, l'universo si potrebbe espandere per sempre. Oppure, prima o poi, la gravità avrà la meglio su galassie e materia e inizierà il collasso.

E' come quando lanciamo un razzo verso il cielo: esaurita la spinta propulsiva, ricade sulla Terra. In tal caso le galassie tenderanno sempre più a rallentare il loro reciproco allontanamento e tutta la materia tornerà a contrarsi e a concentrarsi dando origine a un big-crash. L'universo, in questa ipotesi, potrebbe perciò avere una vita ciclica in cui si alternano continui collassi ed esplosioni.