Come È Stato Creato L'universo E Come Si È Formato?
Dalle riflessioni dei filosofi dell'antica Grecia alle osservazioni degli astrofisici attuali, il modo in cui gli uomini vedevano l'Universo è cambiato profondamente. Ma molte domande rimangono senza risposta. Come è stato creato l'universo? Come si è formato l'universo? Come è iniziato tutto dal nulla? Tanti misteri che continuano a sconcertare anche gli scienziati moderni più eruditi ...
Un universo prima di tutto filosofico o religioso
Per molto tempo non è stata la scienza, ma la filosofia e la religione a richiedere una spiegazione dell'Universo. Così, quando nel IV secolo a.C. il greco Eudosso di Cnido descrive l'Universo, pone la Terra, immobile, al suo centro. Il Sole ei pianeti ruotano attorno ad esso, guidati da un insieme di sfere rotanti. Per quanto riguarda le stelle, si trovano sulla più grande delle sfere, chiamate “stelle fisse”, e costituiscono i limiti dell'Universo. Perfezionato dallo scienziato greco Tolomeo nel II secolo d.C., questo modello rimarrà il riferimento per quasi 14 secoli.
La Terra e il Sole cambiano di posto
Nel 1543, Niccolò Copernico rivoluzionò l'astronomia ponendo il Sole al centro dell'Universo. Tuttavia, il mondo eliocentrico dell'astronomo polacco è ancora sferico e si ferma ancora su stelle fisse.
L'universo non si è realmente “aperto” fino al 1609, quando Galileo per primo ha diretto un telescopio astronomico verso il cielo. Scopre quindi che la Via Lattea, considerata fino ad allora come una sorta di nebulosa bianca, è in realtà composta da una moltitudine di stelle che sono altrettanti soli. Relegato al rango di stella tra gli altri, il Sole perse il suo posto di centro dell'Universo nel 1784, quando William Herschel scopre che la "nostra" stella si trova ai margini della Galassia, la cui parte visibile è la Via Lattea, che è nient'altro che un disco pieno di stelle.
L'Universo non è né immutabile né eterno
Ma la vera rivoluzione è avvenuta nel XX secolo, grazie all'osservazione con grandi telescopi e alla teoria del big bang. Il primo ha dato all'Universo la sua vera dimensione e il secondo gli ha dato una storia.
All'inizio del XX secolo, infatti, gli scienziati erano ancora convinti che l'Universo fosse immutabile ed eterno: è sempre stato e continuerà ad esistere come è oggi. Ma allora perché l'Universo, per quanto dominato dalla forza gravitazionale che attrae tutti gli oggetti l'uno verso l'altro, non collassa su se stesso? E se l'Universo è composto da un numero infinito di stelle che sono sempre esistite, perché appare scuro e non del tutto luminoso?
La risposta teorica a queste due domande è data tra il 1922 e il 1927 dal russo Alexander Friedmann e dal belga Georges Lemaître, entrambi all'origine della teoria del big bang. L'Universo non è statico: si sta espandendo. L'Universo non esiste da sempre: è nato 15 miliardi di anni fa. E, da quel momento, è passato da uno stato estremamente denso e caldo a uno stato molto diluito e freddo che conosciamo oggi.
Quale osservazione conferma molto rapidamente. Già nel 1924 l'astronomo americano Edwin Hubble scoprì che l'Universo è costituito da una moltitudine di galassie paragonabili alla nostra, e quindi conferisce all'Universo tutta la sua profondità. Nel 1929 notò che queste galassie si stanno allontanando l'una dall'altra: l'Universo si sta infatti espandendo.
Un solido modello scientifico, per il momento ...
Oggi, la teoria del big bang, sebbene controversa da alcuni astrofisici, rimane il modello più solido. Numerose osservazioni sono giunte a confermare le sue previsioni: l'attuale abbondanza di elementi, come l'idrogeno e l'elio: lo studio di galassie molto lontane, situate a quasi 15 miliardi di anni luce di distanza; la scoperta della radiazione cosmologica di fondo da parte di Arno Penzias e Robert Wilson nel 1965, poi il suo studio dettagliato utilizzando il satellite COBE nel 1992.
Sulla Terra, esperimenti di fisica delle particelle, condotti in grandi acceleratori come quello del CERN (Organizzazione europea per la ricerca nucleare), a Ginevra, hanno completato queste osservazioni.
... ma non tutto è risolto
La teoria del big bang, tuttavia, non fornisce tutte le risposte, in particolare per quanto riguarda il futuro dell'Universo. La gravitazione prevarrà sull'espansione e l'Universo finirà in un "grande crunch", il contrario del big bang? O le due forze si equilibreranno e l'espansione verrà fermata? Le ultime osservazioni di supernova (esplosioni stellari) in lontananza sembrano indicare che l'espansione non si fermerà: anzi, sarebbe piuttosto accelerata.
Ma molte altre domande rimangono: l'universo è finito o infinito? Cosa c'era prima del big bang? Il nostro universo è nato da un altro universo più grande?
La teoria del big bang, un modello da completare
L'evoluzione dell'Universo nei primi istanti dopo il big bang viene ripercorsa sulla base delle conoscenze acquisite della fisica delle particelle. L'universo primordiale era un gas formato da particelle e antiparticelle animati da movimenti disordinati a velocità prossime a quella della luce. In balia di incessanti collisioni, alcune particelle furono annientate, mentre altre apparvero. Protoni e neutroni hanno iniziato a combinarsi un secondo dopo il big bang. Nei minuti successivi, un'intensa attività nucleare ha permesso la formazione di nuclei atomici leggeri (principalmente idrogeno ed elio). Questa fase è durata meno di un quarto d'ora.
Questi primi minuti eccezionalmente frenetici sono stati seguiti da un lungo periodo tranquillo. Fu solo tra i 300.000 ei 400.000 anni dopo, quando la temperatura scese sotto i 3.000 gradi, che la radiazione fu finalmente in grado di propagarsi liberamente. Le prime galassie si sarebbero formate circa un miliardo di anni dopo il big bang, secondo un processo ancora poco conosciuto.