Ipotesi sull’origine dell’universo

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TUTTO IN UN PUNTO

Luniverso è l’insieme di tutta la materia, degli spazi vuoti tra di essa e dell’energia esistenti.

È Newton (fine 1600) che propose il primo modello dell’universo, basato sulla legge di gravitazione universale (F=G*M*m/d2), uno spazio infinito nel quale il tempo scorreva nello stesso modo per ogni punto di esso. In questo modello i corpi celesti dovevano essere distribuiti in maniera uniforme, altrimenti le reciproche attrazioni non avrebbero fatto altro che collassare in un punto tutto l’universo.

Nel 1826 si iniziò a criticare questa teoria per giungere nel 1917, anno della pubblicazione de La teoria della relatività generale” ad opera di Albert Einstein, alla formulazione di una nuova teoria grazie all’introduzione dell’idea di spazio-tempo, secondo la quale questi due elementi sono inscindibili, sono un unico insieme a 4 dimensioni che, mentre è rettilineo nel vuoto, subisce una curvatura in presenza di una massa, curvatura che è direttamente proporzionale ad essa. È come pensare ad un tessuto teso sul quale si appoggia una sfera di metallo, il panno formerà un avvallamento tanto più profondo quanto più pesante è la sfera.
Bisogna aggiungere che secondo questa teoria ogni oggetto segue la curvatura dello spazio tempo.
La massa dell’universo è enorme, quindi lo spazio tempo subisce unincurvatura notevole. Esiste per la relatività una densità critica, di circa 10-29 g/cm3, alla quale l’universo si incurverebbe così tanto da chiudersi su sé stesso. È quindi un modello di universo statico, omogeneo (cioè che volumi uguali indipendentemente dalla loro posizione contengono la stessa quantità di materia, ad esempio in essi si deve contare lo stesso numero di galassie. Per volumi si intende regioni di almeno un centinaio di milioni di anni-l’une, unità di misura della distanza per la quale una unità corrisponde allo spazio percorso nel tempo di un anno da un fascio di luce) ed isotropo (una grandezza è isotropa se indipendente dalla direzione. Qui si intende semplicemente che un oggetto, indipendentemente dalla sua direzione segue lo spazio-tempo).
È però dal 1922 grazie a Friedmann che si comincia a discutere di un universo dinamico. Egli si rese conto che può espandersi con una curvatura che decresce nel tempo in conseguenza della progressiva diluizione della materia nel suo interno. Così non sono i pianeti che si allontanano, bensì è lo spazio stesso che si dilata, trascinando con lui la materia.

Pochi anni dopo, nel 1929, lastronomo Edwin Hubble si accorse osservando gli spettri di alcune galassie che essi erano uguali a quelli della via lattea (la nostra galassia) se non che le righe nere erano spostate verso il rosso. Questo era dovuto all’effetto doppler causato dal moto di allontanamento da noi. Lastronomo scoprì inoltre che le galassie più lontane si allontanano più velocemente, cioè che la velocità di allontanamento è direttamente proporzionale alla distanza. Matematicamente la legge di Hubble è la seguente:
Vr=c*z=H0*d (formula applicabile per Vr<30000 km/sec)
dove Vr è la velocità di allontanamento, c la velocità della luce (= 3*105 km/sec), z lo spostamento verso il rosso(z=∆λ /λ, dove λ è la lunghezza donda della luce e ∆λ= λosservata – λ), d la distanza della galassia e H0 la costante di Hubble (75 km*Mpc/sec). Il Parsec (abbreviato in pc) è un’unità di lunghezza usata in astronomia. Significa “parallasse di un secondo d’arco”.
L’angolo sotto il quale si vede da una stella il raggio medio dell’orbita della Terra è chiamato parallasse annua. Il parsec è definito come la distanza dalla Terra di una stella che ha una parallasse di 1 secondo d’arco. Corrisponde quindi a 360×60×60/2π UA = 2,062 648 062 5×105 UA = 3,085 677 580 666 31×1016 m ≈ 3,26 anni luce.

di Federico Galli

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