Perché esiste l’universo! E’ piatto, vuoto o multiverso?

 Un universo a bolle

Così non sono solo particelle e antiparticelle che possono schioccare e uscire dal nulla ma anche le bolle dello spazio-tempo possono fare lo stesso. Quindi, secondo questa logica, se una bolla si formasse, sarebbe destinata a scomparire di nuovo in un batter d’occhio. In realtà, è possibile che la bolla sopravvivi. Ma per questo abbiamo bisogno di un’altra teoria: l’inflazione cosmica.

La maggior parte dei fisici pensa che l’universo sia iniziato con il Big Bang. All’inizio tutta la materia e l’energia dell’universo erano uniti in un punto inimmaginabile e, all’improvviso, tutto questo esplose. Questo determina che l’universo si sta espandendo.

Teoria dell’inflazione

La teoria dell’inflazione propone che, subito dopo il Big Bang, l’universo si espandesse molto più velocemente. Questa teoria è stata presentata negli anni Ottanta da Alan Guth presso il Massachusetts Institute of Technology e raffinata da Andrei Linde , ora presso la Stanford University.

L’idea è che in una frazione di un secondo dopo il Big Bang, la bolla quantistica di spazio spaziale si espande è incredibile. In un momento infinitamente breve, è passato dall’essere più piccolo del nucleo di un atomo alla dimensione di un granello di sabbia. Quando l’espansione finalmente rallentò, il campo di forza che l’aveva alimentato è stato trasformato in materia ed energia che riempiono l’universo di oggi.

L’universo piatto

L’inflazione ha anche dato, ai cosmologi che studiamo la teoria, lo strumento di misura necessario per determinare la geometria sottostante dell’universo. Si scopre che anche questo è cruciale per capire come il cosmo non provenga dal nulla.

La teoria di Einstein sulla relatività generale ci dice che lo spazio-tempo in cui viviamo potrebbe assumere tre forme diverse. Potrebbe essere piatta come un tavolo. Potrebbe curvarsi come se fosse la superficie di una sfera, nel qual caso, se viaggiate abbastanza nella stessa direzione, dovresti tornare nella posizione iniziale. infine lo spazio-tempo potrebbe curvare verso l’esterno come una sella.

Quindi cos’è?

C’è un modo per capirlo. Basta ricordare, come spiegavano nelle elementari, che i tre angoli di un triangolo si addicono fino a 180 gradi. In realtà gli insegnati hanno dimenticato un punto cruciale: questo è vero solo su una superficie piana. Se disegnate un triangolo sulla superficie di un palloncino, i suoi tre angoli si aggiungeranno a più di 180 gradi. In alternativa, se disegnate un triangolo su una superficie che si curva verso l’esterno come una sella, i suoi angoli si aggiungeranno a meno di 180 gradi.

Quindi per scoprire se l’universo è piatto, dobbiamo misurare gli angoli di un triangolo molto grande. È qui che ci aiuta la teoria dell’inflazione che ha determinato, da alcune patch misurate nel 2003, una selezione di triangoli. Di conseguenza, sappiamo che sulla scala più grande osservabile il nostro universo è piatto.

Tutto ciò che esiste, dalle stelle e dalle galassie alla luce che li vediamo, deve essere sorto da qualche parte. Sappiamo già che le particelle sorgono in esistenza a livello quantico. Ma ci vuole una grande quantità di energia per fare tutte quelle stelle e pianeti.

Dove l’universo ha preso tutta questa energia? Probabilmente da nessuna parte. Questo perché ogni oggetto dell’universo crea gravità, tirando altri oggetti verso di essa. Questo equilibra l’energia necessaria per creare la materia.

I fisici hanno calcolato che in un universo piatto l’energia della materia è esattamente equilibrata dall’energia della gravità creata dalla massa. Ma questo è vero solo in un universo piatto. Se l’universo fosse stato curvo, le due somme non sarebbero state cancellate.

Continua a leggere

Lascia la tua opinione