Com’è l’universo? La domanda in sé non sembra avere molto senso..
Se, come dice la NASA, l’universo è semplicemente tutto, compreso tutto lo spazio e tutta la materia e l’energia che contiene, e persino il tempo stesso, Tutto ha una forma?
Se stai leggendo questo articolo, devi essere uno di quelli disposti a contemplare l’inconcepibile, visualizzare l’inimmaginabile e spiare l’impenetrabile.
In altre parole, comportarsi come un cosmologo, uno di quei teorici che cercano di elaborare idee credibili e sostenibili sullo spazio che da secoli occupa i pensatori.
Per loro, la forma dell’universo è una cosa seria, poiché implica il futuro del cosmo: a seconda di cosa sarà, sapremo se si espanderà per sempre o invertirà la sua espansione in un cataclisma. Grande Crunch, o Grande implosione o collasso.
Inoltre, conoscere la risposta alla domanda in questione fornisce indizi sul fatto che l’universo sia infinito o finito.
COSÌ, Come iniziare a risolvere questo enigma?
Con Albert Einstein.
L’idea che lo spazio avesse forma nacque con la teoria della relatività generale del 1915.
E tra tutte le forme che si potrebbero considerare, solo questa permette all’universo di assumere uno dei tre:
- Uno è che è curvo e chiuso, come una sfera gigante in espansione.
- Un’altra è che sia iperbolico, apertamente curvo, l’opposto di una sfera, qualcosa di simile una sella per cavallo.
- Poi c’è l’ipotesi piatta. Il cosmo è come Un foglio di cartatranne che ha più di due dimensioni.
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Einstein ha lasciato tre possibilità.
Uno dei fattori che determinano la forma che assume è la sua densitàcioè la quantità di materia in un dato volume di spazio.
Se è troppo grande, la forza di gravità supererà la forza di espansione e si curverà in una sfera.
In quel caso, l’universo sarebbe finito, anche se non avrebbe fine (così come la superficie di una palla non è infinita ma non esiste alcun punto sulla sfera che possa essere chiamato “estremità”).
Oltre ad essere finite, cioè lo scenario in cui l’espansione ad un certo punto si fermerà, le galassie invece di allontanarsi l’una dall’altra cominceranno ad avvicinarsi, fino a Ciò che è iniziato con un Big Bang si è concluso con un Grande Crollo.
Negli altri due casi, quello iperbolico e quello piano, l’universo è infinito e si espanderà per sempre.
Per stabilire com’è (e il futuro del cosmo!), erano necessarie solide prove osservative… ma di cosa?
Beh, qualcosa di meraviglioso.
La luce più antica
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La forma con meno futuro.
Ciò che hanno fatto i cosmologi è stato misurare la radiazione cosmica di fondo a microonderesti freddi del Big Bang o Grande Esplosione di circa 13,8 miliardi di anni fa.
Quelle tracce di quando si sono formati la materia, lo spazio e il tempo, secondo il modello cosmologico standard, sono facili da trovare, dice il fisico e autore Marcus Chown, perché sono letteralmente ovunque.
“Se prendiamo un centimetro cubo di spazio vuoto ovunque nell’universo, esso contiene 300 fotoni, particelle leggere di questa radiazione.
“Infatti, Il 99% di tutta la luce nell’universo non è quella delle stelle o qualcosa del genere, ma il bagliore del Big Bang“.
È stato scoperto nel 1965 ed è come una foto del cosmo appena nato.
“È la luce più antica e quando la catturiamo con i nostri telescopi guardiamo indietro il più lontano possibile.
“Codificata in questa luce è l’immagine dell’universo com’era un terzo di milione di anni dopo il Big Bang, un punto cruciale, come lo era quando si formarono le prime strutture, i semi delle galassie”.
Tali residui di radiazioni sono spesso descritti come la Stele di Rosetta dei cosmologi per decifrare il passato, consentendo ai ricercatori di fare deduzioni dettagliate dalle prove osservative più scarse.
Come si può dedurre così tanto dalla radiazione fossile del Big Bang?
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L’universo potrebbe avere la forma della sella di un cavallo.
Fare quello che alcuni hanno descritto come la misura più difficile della scienza.
Quella luce del Big Bang che ora può essere vista in una sfera che circonda la Terra è sotto forma di onde molto corte, microonde, ed è una miscela di luce e calore residuo, estremamente debole, ma sufficiente per suggerire idee potenti.
È come “uno strato uniforme con una temperatura quasi costante di circa 3 gradi sopra lo zero assoluto (-273,15 °C)”, ha spiegato alla BBC l’astrofisico teorico Dave Spergel.
La cosa interessante sta nel “quasi”.
“Le piccole variazioni sono pari a 100 millesimi di grado da un luogo all’altro.”
Questo è quello che hanno misurato, beh “Quando osserviamo lo sfondo delle microonde, impariamo la geometria dell’universo“, ha detto un noto per il suo lavoro con la sonda WMAP della NASA, lanciata nel 2001 con la missione di studiare il cielo e misurare queste differenze di temperatura.
È stato uno dei numerosi studi che hanno contribuito a determinare la forma dell’universo.
Ma come possono le osservazioni delle particelle di luce del Big Bang aiutare gli astrofisici come Carlos Frank dell’Università di Durham a decidere quale sia la sua forma?
“Questa è la bellezza della scienza. Possiamo fare inferenze molto, molto importanti basate su dati molto dettagliati.
“Queste particelle di luce si sono propagate per miliardi di anni fino a raggiungere i nostri telescopi e seguendo qualsiasi curvatura possa essere presente”.
A seconda di come arrivano, sai com’è stato il loro viaggio.
E?
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L’universo piatto.
Immagina quelle microonde cosmiche come due raggi di luce.
In un universo piatto rimarranno sempre paralleli.
In un universo sferico viaggeranno lungo la curvatura dello spazio e alla fine si incontreranno.
In un universo iperbolico i raggi non si incroceranno mai e diventeranno sempre più separati.
E si scopre che rimangono paralleli.
La prima volta che la forma e il destino del cosmo furono dedotti con certezza dalle osservazioni fu nel 2000, quando un team internazionale di astronomi provenienti da Italia, Regno Unito, Stati Uniti, Canada e Francia noto come la collaborazione Boomerang, ha pubblicato i risultati del loro studio.
“Penso che questo sia il momento che ricorderemo nei libri di testo in cui lo abbiamo detto il nostro universo è piatto, non finiremo in un grande collasso, non abbiamo un tempo limitatoche si espanderà per sempre”, hanno detto.
Tali risultati sono stati successivamente confermati con i dati raccolti dalla sonda WMAP della NASA, dalla navicella spaziale Planck della NASA. Agenzia spaziale europea e misurazioni effettuate con il Telescopio cosmologico di Atacama.
Appare anche la prova della piattezza dell’universo negli studi su ciò che è noto come densità criticache indica che è appena sotto di esso, il che significa che è piatto e si espanderà indefinitamente.
E un altro modo per trovare prove è attraverso la linea isotropa: se è piatta, sembra la stessa da tutti gli angoli. IL Ehiricerca ha riscontrato, con un margine di precisione dello 0,2%, che è così.
Tuttavia, non possiamo escludere la possibilità che viviamo in un mondo sferico o iperbolico..
Anche se vengono prese tutte le misure, c’è sempre la possibilità che accada quello che ci è successo per secoli con la Terra: sulle scale osservabili, la sua curvatura era troppo piccola per essere rilevata, quindi si credeva che fosse piatta. .
Più grande è una sfera o una sella, più piatta è ogni sua piccola parte.
Resta quindi la possibilità che, poiché l’universo è estremamente vasto, la parte che possiamo osservare possa essere così vicina ad essere piatta che la sua curvatura possa essere rilevata solo da strumenti superprecisi che non abbiamo ancora inventato.
Tuttavia, per il momento, Tutto sembra indicare che il cosmo sia piatto, in espansione e infinito..
La cosa bella di questo mondo è che spesso le risposte generano altre domande… come può espandersi se è infinito? e come potrebbe essere infinito se avesse un inizio?
Lo lasciamo lì, per non rimanere senza nulla a cui pensare.
