L’Universo sull’orlo di un precipizio

Più osserviamo l’Universo e più ci appare strano. Oggi, fisici e astronomi sono impegnati ad affrontare tutta una serie di ostacoli per comprendere alcuni aspetti sull’origine e il contenuto dell’Universo. Qui di seguito, esaminiamo con l’aiuto di alcuni scienziati cinque problematiche che sembrano inspiegabili e ci chiediamo che cosa si cela dietro di essi.

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L’Universo senza compleanno

Secondo il modello del Big Bang, la struttura su larga dell’Universo si espande continuamente, e sempre più velocemente, e lo spazio appare mediamente uguale in ogni direzione. Inoltre, il modello del Big Bang assume che la fisica convenzionale, inclusa la teoria della gravità di Einstein, sia più o meno corretta. In base a questo modello, se si riavvolge indietro di 13,8 miliardi di anni la storia cosmica si arriva ad un “inizio” in cui l’Universo si trovava in uno stato fisico incredibilmente caldo e denso: stiamo parlando della singolarità gravitazionale. Il tempo inizia quando questa singolarità esplode nel Big Bang. Stephen Hawking ha dichiarato che è possibile “eliminare” dalle nostre teorie cosmologiche alcuni eventi “prima” del Big Bang in quanto non esiste alcun modo di misurarli. Tuttavia, la domanda su ciò che ha preceduto il Big Bang rimane ancora affascinante e per qualche scienziato non si può evitare dal punto di vista teorico.

Le stranezze del mondo dei quanti

Un esperimento che mostra come delle gocce d’olio possono muoversi in un fluido grazie alle onde che esse generano ha portato i fisici a riconsiderare l’idea che qualcosa di simile può permettere alle particelle di comportarsi come delle vere e proprie onde.

L’idea del multiverso: quali evidenze?

La storia dell’umanità può essere considerata come una sorta di viaggio verso la conoscenza, nonostante il nostro pianeta sia stato declassato dal centro dell’Universo a un corpo celeste roccioso che orbita attorno ad una stella di classe media che si trova, a sua volta, in una delle tante miliardi di galassie che popolano il cosmo. Tutto questo fa senso anche a molti fisici i quali ritengono oggi più di prima che anche il nostro Universo possa essere considerato come una minuscola porzione di una struttura più grande. L’idea è che ci potrebbero essere tantissimi universi che come “bolle” sono venuti all’esistenza e stanno crescendo esponenzialmente: stiamo parlando di una ipotesi o meglio di un modello noto come multiverso.

Prima del Big Bang

Cosa accadde prima del Big Bang? E’ una delle domande a cui i teorici stanno tentando di dare una risposta nonostante non sappiamo ancora descrivere la stessa singolarità iniziale. Quando l’Universo osservabile è più piccolo di un atomo, la nostra teoria della gravità, ossia la teoria della relatività generale, viene meno e perciò occorre introdurre tutta una serie di modifiche che portano ad una nuova teoria che tiene conto del mondo subatomico della meccanica quantistica: stiamo parlando della gravità quantistica.

Viviamo davvero in un multiverso?

Una decina di anni fa, siamo arrivati ad un punto di svolta epocale per quanto riguarda la nostra comprensione del cosmo, grazie al fatto che gli astronomi hanno potuto far luce su tutta una serie di argomentazioni che hanno permesso di svelare, almeno in parte, come il nostro Universo sia evoluto da uno stato fisico primordiale estremamente denso e caldo, circa 13,8 miliardi di anni fa.

Dall’inflazione cosmica al multiverso

Le osservazioni cosmologiche mostrano che l’Universo è alquanto uniforme su larga scala, almeno quella accessibile dai nostri telescopi. La miglior spiegazione teorica è fornita dalla teoria dell’inflazione cosmica.

Il nostro Universo fa parte di un Multiverso?

Il modello dell’inflazione cosmica, pubblicato da Alan Guth nel 1981 su Physical Review D, e di cui ha scritto successivamente un libro, fornisce una spiegazione alquanto plausibile su diverse proprietà dell’Universo, tra cui la sua uniformità (vedasi principio cosmologico), la sua densità di massa e la radiazione cosmica di fondo.

Le onde gravitazionali primordiali e la prossima rivoluzione della fisica

A Marzo di quest’anno, l’annuncio apparso sui media sulla possibile rivelazione delle onde gravitazionali primordiali ha fatto il giro della rete (post). Si tratta di un segnale originatesi durante le fasi primordiali della storia cosmica, un miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang. Nonostante ciò, sono emersi tutta una serie di dubbi sulla validità della scoperta persino nell’ambito del gruppo di ricercatori di Harvard che lavorano all’esperimento BICEP2 (post).

Alla ricerca di evidenze ‘sperimentali’ a favore del multiverso

Il Big Bang rappresenta il più grande enigma della moderna cosmologia, cioè la singolarità iniziale che ha dato origine al nostro Universo. Qui, le leggi della fisica, almeno come noi le conosciamo, vengono meno e ad oggi non siamo in grado di descrivere esattamente cosa sia avvenuto.