Gli astronomi generalmente accettano la teoria secondo cui il nostro universo ha l'aspetto che ha a causa dell'inflazione cosmica, una rapida espansione nei momenti successivi alla sua nascita. Questo spiega l'estensione e l'apparente forma piatta dell'universo osservata attraverso strumenti come la sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe della NASA. Ma l'inflazione non è l'unico modello che spiega l'universo primordiale. Ce ne sono altri, e diventano stravaganti.
Tre fisici dell'Università di Buffalo - Ghazal Gehnizjani, Will Kinney e Azadeh Moradinezhad Dizgah - hanno deciso di indagare su altri modelli cosmici. Il loro studio intitolato 'Condizioni generali per perturbazioni invarianti di scala in un universo in espansione' è apparso a novembre nelJournal of Cosmology and Astroparticle Physics(da non confondere con ilGiornale di Cosmologia) e conteneva alcuni risultati interessanti.
Questa immagine dell'universo infantile della sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) della NASA rivela fluttuazioni di temperatura di oltre 13 miliardi di anni che corrispondono ai semi che sono cresciuti fino a diventare le galassie. Credito: NASA Goddard Space Flight Center.
Sono rimasti fedeli alle basi: che la teoria della gravità è corretta e che l'universo primordiale si è espanso rapidamente. Con questi due vincoli, il team ha scoperto che solo tre modelli spiegano l'universo primordiale e la distribuzione della materia che osserviamo oggi. Ma questi modelli richiedono una fisica molto strana.
Secondo i loro calcoli, l'universo primordiale richiedeva un'espansione cosmica accelerata (inflazione), una velocità del suono più veloce della velocità della luce o un'energia cosmica estremamente elevata per finire con il nostro universo attuale. Il terzo modello in realtà richiede un'energia così elevata che gli scienziati avrebbero bisogno di invocare una teoria della gravità quantistica come la teoria delle stringhe per spiegare le dimensioni extra dello spazio-tempo che emergerebbero.
Il messaggio da asporto? L'inflazione risulta essere l'unico modo per spiegare l'universo nel contesto della fisica standard, ha affermato Kinney. Permette che qualcuno possa inventare fisica esotica per spiegare o creare altri modelli, come una velocità del suono più veloce di quella della luce, ma sospetta che le persone siano più a loro agio a lavorare con modelli che si adattano alle leggi comunemente accettate della fisica delle particelle.
La difficoltà di spiegare altri modelli, ha detto Kinney, 'mette l'idea dell'inflazione su una base molto più forte, perché le alternative disponibili hanno problemi, o stranezze, con loro'.
L'inflazione cosmica incorpora la teoria quantistica dei campi per spiegare la distribuzione della materia nell'universo. In circostanze normali, particelle di materia e antimateria possono apparire all'improvviso prima di scontrarsi e annichilarsi a vicenda all'istante. Queste coppie si sono separate così rapidamente dopo la nascita dell'universo che non hanno avuto la possibilità di ricombinarsi. La stessa teoria si applica ai gravitoni e agli antigravitoni, che formano onde gravitazionali.
Queste particelle di materia sono la base di tutta la struttura dell'universo odierno. Piccole fluttuazioni fanno collassare la materia e formano stelle, pianeti e galassie.
Ma la caccia ad altri modelli validi continua. Kinney per primo non ha finito di esplorare altre teorie, comprese quelle che si basano su velocità del suono superluminali. Potrebbero esserci ancora alcuni importanti cambiamenti nella nostra comprensione del cosmo.
Fonte: L'Università di Buffalo