Il Problema del Big-Bang

Quindici miliardi di anni fa una tremenda esplosione sconvolse lo spazio: il Big-Bang

Oggi, le scoperte degli astronomi e le immagini del telescopio spaziale Hubble mostrano alcune contraddizioni tra le ipotesi teoriche e le osservazioni. Grazie a queste ultime, infatti, è possibile ottenere informazioni dirette sull'universo quand'era grande appena un decimo di quello attuale. Nell'universo, spazio significa tempo e viceversa, poiché la luce non viaggia a velocità infinita: la luce che noi riceviamo di una galassia lontana, per esempio, 5 miliardi di anni luce da noi, porta con sé l'immagine di quella galassia quale era 5 miliardi di anni fa, poiché tanto ha impiegato il raggio luminoso per giungere fino alla Terra. E così, più gli strumenti di osservazione ci permettono di guardare a distanze sempre maggiori, più noi possiamo andare indietro nel tempo per osservare un universo sempre più giovane. I primi 15 miliardi di anni secondo queste osservazioni, l'universo potrebbe avere un'età tra gli 8 e i 20 miliardi di anni; gli scienziati stimano che un valore accettabile sia intorno ai 15 miliardi. Fino agli inizi del secolo si credeva in un cosmo infinito e immutabile, e non si vedeva la necessità di speculare su un inizio e un'evoluzione dell'universo. Finché, nel 1929, l'astronomo americano Edwin Hubble mostrò che l'universo è in espansione. Misurando la distanza che ci separa da galassie lontane, provò a stabilire a quale velocità si stessero allontanando. Per misurare tale velocità ci si basa sulla lunghezza d'onda (il colore) della luce proveniente da esse. Pensiamo a quando passa un'ambulanza e il suono della sirena diventa da più acuto più grave: è l'"effetto Doppler", dovuto alle variazioni della lunghezza delle onde a seconda della distanza della fonte sonora. Poiché anche la luce ha natura ondulatoria, quando la sorgente luminosa si allontana, la lunghezza d'onda aumenta e la luce che percepiamo si sposta verso il colore rosso (nello spettro della luce, le componenti rosse hanno lunghezza d'onda maggiore e quelle blu-violette minore). Hubble scoprì così che le galassie si allontanano a una velocità maggiore quanto più sono lontane: ciò significa che l'universo si sta espandendo. Se è vero che l'universo è in espansione, in passato dovrebbe essere stato sempre più piccolo. Così, si ipotizzò che l'universo si fosse generato da un composto di atomi ad altissima concentrazione e nel 1946 l'americano di origine russa George Gamow (1904-1968) propose la teoria del Big Bang per spiegare l'origine dell'universo. Questa teoria sostiene che l'universo è nato da una palla di fuoco di altissime densità e temperatura: un superconcentrato gassoso di particelle atomiche come neutroni e protoni da cui si sarebbero formati gli elementi chimici attuali. Se il Big Bang si verificò effettivamente, dovrebbe essere possibile rintracciare ancora oggi il residuo delle radiazioni elettromagnetiche di quella gigantesca esplosione. In particolare, 300mila anni dopo il Big Bang, quando l'universo era ancora neonato, la sua temperatura si sarebbe abbassata fino a circa 4000 gradi. Ciò avrebbe reso possibile la formazione degli atomi e la palla di fuoco si sarebbe pian piano esaurita. La luce di quell'epoca, che ancora viaggia a causa dell'espansione dell'universo, si sarebbe potuta osservare sotto forma di particolari onde elettromagnetiche. Si tratta della cosiddetta "radiazione di fondo dell'universo" scoperta per caso nel 1964 quando due ricercatori dei laboratori telefonici Bell captarono. In particiolare, captarono delle onde che giungevano da ogni parte dell'universo. Fu una grande vittoria per i sostenitori della teoria del Big Bang. Ma come ebbe il via lo stesso Big Bang, e cosa c'era prima? Nel 1981 prese piede la teoria dell'"universo inflazionario", si tratta di una teoria secondo la quale l'universo si sarebbe espanso, alla nascita, in una maniera vertiginosa: in un solo un secondo alla 10-34 avrebbe aumentato il suo volume di 10100 volte. Secondo la teoria dell'universo inflazionario, il cosmo fu soggetto a un'improvvisa espansione (l'"inflazione").

indietro