Autore: mizaralcor (andrea) (---.24-151.libero.it)
Data: 03-24-05 18:43
Perché l'Universo si espande accelerando?
Quale forza lo spinge ad aumentare sempre di più la propria estensione, condannando a una ineluttabile rarefazione tutto ciò che esso contiene?
Un'originale risposta a questi quesiti, fra i più appassionanti della cosmologia moderna, viene da uno studio reso pubblico
oggi ed inviato alla prestigiosa rivista scientifica Physical Review Letters. I suoi autori sono quattro fisici teorici: Antonio Riotto, dell’Infn
(Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) di Padova, Sabino Matarrese, dell’Università di Padova, Edward. W. Kolb del Fermilab, a Chicago, e Alessio Notari,
attualmente alla McGill University (Montreal, Canada)
Per tutto il ‘900 la questione dell' espansione dell'Universo è stata al centro di un acceso dibattito che ha messo alla prova molte delle menti più
brillanti del secolo. Albert Einstein era inizialmente convinto, come tutti i suoi contemporanei, di abitare in un universo statico, che non si espande né
si contrae. Così quando i risultati della teoria della relatività generale gli indicarono con chiarezza che il nostro Universo è sottoposto a una forza che
lo fa espandere, per contrastarla si vide costretto a introdurre nella teoria quella che chiamò “costante cosmologica”: sostanzialmente una forza che
avrebbe dovuto fermare i movimenti del cosmo sia in espansione che in contrazione, cristallizzandolo in confini immutabili. Più tardi, quando nel 1929 anche
le evidenze sperimentali provarono che l'Universo si espande, Einstein stesso fece a meno della propria costante cosmologica, definendola anzi “il più grande
errore della mia vita”. Curiosamente, molti decenni dopo i fisici si sono visti costretti a reintrodurre la costante cosmologica, anche se in forma di una
sua variante chiamata energia oscura. A partire dal 1998 infatti l'osservazione di alcune supernove poste ai confini del cosmo ha messo in luce che non solo
il nostro Universo si espande, ma lo fa accelerando, cioè aumenta progressivamente la propria velocità di espansione. E ciò apparentemente poteva essere
spiegato solo ammettendo la presenza di una forza derivante dalla energia oscura. Quest’ultima rappresenterebbe addirittura il 70% di tutto ciò che esiste
nel nostro Universo, mentre il 25% sarebbe formato da una altrettanto misteriosa materia oscura, e appena il 5% dalla materia composta da particelle come
quark, protoni, neutroni ed elettroni, che costituisce tutto ciò che conosciamo, da noi stessi fino alle più lontane galassie.
L'ipotesi dell'Energia Oscura è estremamente affascinante, eppure presenta un grave problema: nessuno dei modelli teorici che conosciamo, neppure i più
moderni come quelli che chiamano in causa la supersimmetria o le stringhe, riesce a spiegare l'esistenza di questa forza misteriosa, a meno che essa non
sia immensamente più grande di quanto ipotizziamo. Se così fosse tuttavia l'Universo si espanderebbe tanto velocemente da non permettere l'esistenza di nulla
di ciò che sappiamo esserci nel cosmo.
La fisica moderna negli ultimi anni si è dunque trovata di fronte a un dilemma imbarazzante: mentre le osservazioni sperimentali indicano che l'energia
oscura, se esiste, deve essere relativamente minuscola (pur ammontando pur sempre al 70% di tutto ciò che c’è nell'Universo), i modelli teorici la accettano
solo se immensa. La soluzione a questo profondo dilemma, a nostro avviso, viene da studi che partono dalla cosiddetta teoria dell'inflazione. Questa è nata
nel 1981 e prevede che l'Universo subito dopo il Big Bang abbia subito, nello spazio di una infinitesima frazione di secondo, una espansione rapidissima.
È proprio quest’ultima che ci spiega perché esso ci appare oggi estremamente omogeneo. Recentemente tale teoria è stata confermata dai dati ottenuti dagli
esperimenti Boomerang e WMap, entrambi volti a misurare le piccole fluttuazioni della radiazione di fondo che ancora esiste in tutto l'Universo e che
riecheggia quella lontanissima esplosione.
Nel processo di espansione inflazionaria avvenuto subito dopo il Big Bang si sarebbero create piccolissime increspature dello spazio tempo, previste dalla
teoria della relatività di Albert Einstein. Le increspature, “stiracchiate” dall'espansione del cosmo, esisterebbero ancora oggi e si estenderebbero persino
al di là dell'Universo visibile, a oltre 15 miliardi di anni luce da noi. Ci siamo resi conto che è sufficiente riconsiderare le equazioni di Einstein
applicate alla espansione del cosmo tenendo conto dell'esistenza delle increspature dello spazio tempo, perché torni perfettamente anche il fatto che
l'Universo sta accelerando, e ciò senza dover invocare l'esistenza della Energia Oscura. Ancora una volta nella storia della fisica
la costante cosmologica, dopo essere stata nuovamente chiamata in causa nella forma di energia oscura, si vedrebbe dunque costretta a tornare nel limbo delle
ipotesi rivelatesi false, lasciando il campo a una soluzione molto più semplice ed elegante.
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