La nascita dell'universo da onde gravitazionali

La nascita dell’universo dalle onde gravitazionali

La nascita dell'universo da onde gravitazionali

C’è un solo dove andare per vedere la nascita dell’Universo: il Polo Sud. Il freddo (il termometro di rado sale oltre -30°) fa sì che l’aria sta sempre pulita, il che lo rende un luogo ideale per osservare le tracce infinitesime di energia lanciate dall’esplosiva nascita del nostro Universo.

E infatti non uno ma tre telescopi sono sistemati al Polo Sud per rilevare le deboli microonde che permeano lo spazio note come fondo di radiazione cosmica. E’ stato uno dei tre telescopi, il BICEP2 ad aver rilevato all’inizio di quest’anno le onde gravitazionali, confermando la teoria dell’inflazione.

L’inflazione spiega come l’Universo ha avuto inizio, ma spiega anche come altri universi potrebbero essere nati nello nesso modo. Quindi la prova che l’inflazione esiste è una prova, almeno che esiste il Mulfiverso. E la prova dell’inflazione è proprio quella che gli scienziati di BICEP2 dicono di aver trovato.

L’universo: la nascita di qualcosa dal vuoto

La teoria del Big Bang è fra le idee più consolidate della scienza. Spiega Come l’Universo si sia espanso a partire da uno stato caldo e denso (all’incirca la densità di un nucleo atomico) per arrivare alla varia composizione di stelle e galassie che vediamo oggi. Questo stato caldo e denso era il Big Bang e l’idea si è affermata con forza all’inizio degli Anni 80. Ma restava un grande interrogativo: come è arrivato l’Universo a questo stato caldo e denso? Che Cosa è successo prima del Big Bang? E’ stato  il cosmologo statunitense Alan Guth a intuire che un processo chiamato rottura di simmetria, in modo analogo al processo con cui il vapore rilascia calore quando si condensa e diventa acqua: potrebbe avere riversato energia nella prima frazione di secondo del tempo, spingendo l’Universo in una fase di rapida espansione chiamata inflazione e culminata nel Big Bang (è un errore usare l’espressione Big Bang includendo l’inflazione, l’inflazione è il processo da cui scaturisce il vero Big Bang).

Durante l’inflazione, l’Universo è cresciuto in modo esponenziale, raddoppiando in dimensioni ogni centesimo di trilionesimo di trilionesimo di trilionesimo di secondo. L’idea è stata poi sviluppata dallo statunitense nato in Russia Andrei Linde e da altri, per spiegare come un Universo come il nostro possa apparire dal nulla. Tutto deriva dal concetto di fluttuazione quantistica e dallo strano fenomeno per cui l’energia di un campo gravitazionale è negativa. La teoria dei quanti dice che le particelle possono comparire dal nulla, purché spariscano in un tempo brevissimo. Per esempio, una coppia elettrone-positrone potrebbe nascere, prendere in prestito energia dal vuoto, e in una frazione di secondo sparire, restituendo l’energia. Sono le cosiddette particelle virtuali, e anche se non si possono osservare direttamente, si può vedere la loro influenza nel modo in cui le particelle reali interagiscono tra loro. Quanto maggiore è la massa coinvolta in questa fluttuazione, tanto minore è la durata della sua esistenza. Così, una coppia protone-antiprotone non può esistere quanto una coppia elettrone-positrone, e via di seguito. Ed ecco che la gravità negativa si rivela utile. Se tutti gli atomi che compongono il Sole fossero sparsi a una distanza infinita, avrebbero energia gravitazionale pari a zero. perché l’attrazione gravitazionale tra due particelle è proporzionale all’inverso del quadrato della distanza tra di esse. Ma se le particelle si uniscono a tornare una stella, sgomitano una con l’altra e si scaldano man mano che l’energia gravitazionale viene rilasciata e convertita in energia cinensa (qualcosa di simile avviene nel processo di formazione di una stella come il Sole).

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