L'espansione del Big Bang alla fine si fermerà nel corso di un tempo infinito e alla fine riporterà tutto indietro?
Immagina il Big Bang nella tua mente. Stai immaginando galassie che sfrecciano in tutte le direzioni, come tante schegge di stelle da una pinata celeste.
Ho rubato questo fantastico giocattolo espandibile a mio figlio. Mi aiuterà a spiegare cosa sta succedendo. Eccolo, chiuso. Questa è la singolarità. E poi, il Big Bang e l'Universo si sono espansi, diventando sempre più grandi fino a raggiungere la sua dimensione attuale che non è in scala. Sappiamo che ci sono galassie che si attraggono a vicenda con la loro gravità reciproca, teoricamente rallentandosi a vicenda.
Ecco una grande domanda. L'espansione andrà avanti per sempre? Continuerà a girare per inerzia e non si fermerà mai del tutto? Si espanderà e si fermerà nel corso del tempo infinito? O la gravità reciproca di tutte queste galassie alla fine supererà lo slancio e riporterà tutto indietro.
Il Big Bang andrà al contrario, alla fine frantumando di nuovo l'intero Universo in una singolarità: il Big Crunch. E forse questo porta a un altro Big Bang, e poi a un altro Big Crunch, e così via. È così che l'Universo finisce, e poi ricomincia, e poi probabilmente finisce di nuovo? E potresti costruire una macchina del tempo solo in avanti che continui a girare in un universo completamente nuovo ma identico ancora e ancora?
La storia dell'universo a partire dal Big Bang. Credito immagine: grandunificationtheory.com
Prima di entrare nella domanda, devo ricordarti che è un cattivo modello. Il Big Bang non è successo lì, nel mezzo. Si sfalda con l'attuale topografia dell'Universo. Non c'è centro. Il Big Bang è successo ovunque. Vai a guardare quel video e poi torna indietro e ridi in modo beffardo di questa esilarante semplificazione eccessiva della topologia del cosmo. In realtà, rimani qui, lo collegheremo alla fine in modo che tu possa andare a guardarlo. Il Big Bang andrà al contrario?
Gli astronomi si sono posti questa esatta domanda e non lo sapremo mai. Mai. Non perché non riescano a capirlo, è perché non ce lo dicono. Hanno strumenti abbastanza sensibili per rispondere.
In realtà, non è vero. Non staranno zitti su questo. Di conseguenza, posso dire con certezza al 100% che l'Universo si sta espandendo, senza dubbio. Possiamo vedere le galassie allontanarsi da noi in tutte le direzioni. Quindi, se sta per crollare, deve prima smettere di espandersi.
Quindi, quanto velocemente sta succedendo? Gli astronomi si riferiscono a questo come la costante di Hubble. Questa è la quantità di espansione dello spazio. La stima migliore è che, in media, le galassie si allontanano l'una dall'altra a circa 70 km/sec/megaparsec.
La Galassia di Andromeda. Credito: Adam Evans
In altre parole, se prendi un megaparsec di spazio, un cubo del diametro di circa 3,2 milioni di anni luce. Leggermente più grande della distanza dalla galassia di Andromeda, che non ha nulla a che fare con le corse di Kessel.
Per ogni secondo che passa, quel cubo diventa di circa 70 km più grande. Una galassia a 3,2 milioni di anni luce di distanza è ora più lontana di 70 km e ora è ancora più lontana di 70 km. Era più veloce in passato? Sarà più lento in futuro? Possiamo calcolare questi diversi numeri e capire cosa ci riserva il futuro?
La velocità di espansione dipende dalla quantità di moto del Big Bang, contrastata dalla gravità reciproca di tutte le galassie. Se l'attrazione è abbastanza forte, l'impulso sarà superato e le galassie saranno riunite di nuovo. Questo è il Big Crunch. Se l'attrazione è troppo debole, l'espansione viene eseguita per sempre.
Come hanno scoperto la risposta? Hanno misurato la densità dell'Universo utilizzando la sonda per anisotropia a microonde della NASA. Troppo denso, croccante. Non abbastanza denso, espansione eterna.
Apparentemente, l'Universo è esattamente abbastanza denso da continuare ad espandersi per sempre e alla fine si fermerà in un tempo infinito. Questo esclude il Big Crunch. Ma questa è solo la densità da sola.
Il Grande Crunch
Il nostro Universo è molto più strano di quanto gli astronomi abbiano mai immaginato. Invece di rallentare gradualmente, come un carrello della spesa senza conducente a Costco, l'espansione dell'Universo sta accelerando. Grazie al nostro nuovo amico misterioso e bizzarro, l'energia oscura, scoperta nel 1998.
Gli astronomi hanno osservato supernove distanti miliardi di anni luce di distanza per avere un'idea di come l'Universo si stesse espandendo in passato. Invece di trovare un risultato che corrispondesse a una delle tre teorie che ho menzionato prima: espandersi per sempre, fermarsi per inerzia o alla fine invertire la direzione, hanno fatto un sacco di calcoli e ricerche davvero complicate e hanno scoperto qualcosa di completamente bizzarro. Le galassie si stanno allontanando più velocemente l'una dall'altra ora di quanto non facessero in passato. Una forza misteriosa sta accelerando l'espansione dello spazio.
Non sarebbe bello se l'Universo attraversasse dei cicli, con Big Bang, poi Big Crunch e così via? Attualmente, alla natura non importa cosa pensiamo sarebbe bello. Invece, l'espansione dell'Universo sta accelerando. Non si fermerà mai e non eseguirà mai il Big Bang al contrario. Fino a quando la natura non comincerà a preoccuparsi, dovremo attenerci alle vendite di Steam.
Quale aspetto della cosmologia e del Big Bang trovi più interessante. Raccontaci nei commenti qui sotto.
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