L’universo è piatto

Alcune recenti misure geometriche condotte su oggetti molto lontani, come galassie e ammassi di galassie, confermerebbero che l’universo e’ piatto e che la misteriosa energia oscura sarebbe effettivamente il ”motore” che lo fa espandere.
Prevista teoricamente, ma ancora praticamente sconosciuta, l’energia oscura costituirebbe il 70% dell’universo, che per il resto sarebbe composto da materia oscura (25%) e dalla materia ordinaria (5%).

Ok!, la notizia non ci cambia la vita di tutti i giorni – direte voi – e potremmo finirla qui. Ma fa bene alla mente ragionarci sopra.

Ho già espresso il mio punto di vista ed i miei dubbi sul Big Bang .
Ed anche ora sono poco convinto (ma anche qui la mia opinione, scientificamente, vale ben poco) sulla attuale concezione della geometria dell’universo secondo la quale l’universo sarebbe piatto.

     Facciamo il punto.
La teoria del Big Bang non ci dice assolutamente nulla sul Big Bang stesso. Cosa c’era prima della esplosione, non ci dice che cosa è esploso, né perché è esploso, né che cosa ha causato l’esplosione. E non descrive nemmeno le condizioni immediatamente dopo l’esplosione.

Eppure dobbiamo crede “per fede scientifica” o perchè è la teoria più accreditata (mai schierarsi contro) che l’universo è stato generato da una immensa esplosione, semplicemente per il fatto che se l’universo è in continua e progressiva espansione, se mandiamo indietro questo scenario vedremmo l’universo contrarsi fino in un punto.

La conferma sarebbe stata, poi, data dalla individuazione del cosiddetto rumore di fondo, una specie di impronta delle origini dell’universo, una radiazione di fondo che proviene da ogni parte dell’universo in maniera costante comunque la si misuri.

Altra cosa che sappiamo è che l’universo si attrae a causa della forza di gravitazione esercitata dagli astri, ma sappiamo anche che le galassie si allontanano in misura della loro distanza e secondo una costante detta costante di Hubble. Sappiamo che nell’universo esiste un attore protagonista della scena : i buchi neri che ingoiano tutto quello che passa dalle loro parti aumentando a sua volta la loro massa fino ad ingoiare forse l’intero universo.

A complicare le cose ci si è messa una energia oscura che a quanto pare fa espandere l’universo più velocemente di quanto immaginavamo. Insomma una battaglia tra grandi fonti di energia il cui scenario è tutto da riscrivere. E il finale incerto.

Ed ora arriverebbero conferme da alcune misurazioni sulla curvatura dello spazio che ci direbbero che l’universo è piatto. Piatto come? Piatto quanto? Nessuno lo sa. Un piatto infinito sopra, sotto, di lato.
Se ho capito bene, l’universo non avrebbe un “alto”, né un “basso”, ma si estenderebbe infinitamente su un piano o forse tra due piani paralleli (?) di cui non si conosce l’altezza. Dobbiamo crederci? Qualcuno dice di sì, perché esiste un infinito in spessore meno infinito dell’infinito del piano su cui giace l’universo. Gli infiniti non hanno dimensione perché non esiste uno spazio oltre l’infinito.
Allora mi domando  cosa c’è vicino ad un tiro di schippo all’ultima stella ai confini dell’infinito superiore o inferiore al piano?

     Provo a dare una spiegazione.
Se l’universo è nato da una esplosione, è da immaginare che tale esplosione sia avvenuta radialmente in ogni direzione.
Penso che ognuno di noi immagina il big bang come la esplosione di una bomba le cui schegge vanno in ogni direzione radialmente, o come i fuochi pirotecnici che dopo l’esplosione occupano lo spazio  a forma di una sfera. Come per i fuochi d’artificio,  l’universo si raffredda e da origine alla formazione delle galassie, agli ammassi di galassie, alle stelle, ai pianeti, in continua espansione.
Se l’universo è piatto, questo significa che il big bang è avvenuto su un piano o si è schiacciato solo in seguito?

     E’ proprio così?
Dalla Relatività Generale di Einstein risulta che lo spazio s’incurva in presenza di una massa. La curvatura è tanto maggiore quanto più grande è la massa del corpo che provoca l’incurvamento rispetto al suo volume, cioè quanto maggiore è la densità grave.

In altre parole la curvatura dell’universo dipende dalla sua velocità di espansione media e dalla densità media della materia in esso contenuta.

    Diciamo allora che:
Se la densità media della materia (distribuita omogeneamente in tutto l’universo, secondo il principio cosmologico) è più grande di un certo valore critico, determinato dalla velocità di espansione, lo spazio s’incurva a un punto tale da chiudersi su se stesso. Le traiettorie percorse dai corpi (dalle particelle alle galassie) e persino il cammino dei raggi di luce s’incurvano e si parla in questo caso di universo chiuso, con un’estensione finita. (universo finito)

Se la densità è minore del valore critico l’universo è incurvato al contrario, verso l’esterno, e si dice aperto. In questo caso, lo spazio è infinito. (universo infinito)

Infine, se la densità coincide (uguale) con il valore critico, si ha il caso limite di un universo piatto (anche in questo caso infinito).

 

Ebbene se vengono confermate le recenti ricerche effettuate attraverso la misurazione della curvatura dello spazio il dilemma sarebbe risolto: l’universo sarebbe in effetti quasi “piatto” e la densità avrebbe esattamente il valore critico, quindi è più probabile un destino di espansione senza fine.

In realtà tutto nasce  da una costante di Hubble che misura il ritmo di espansione dell’universo (cioè la proporzione fra la velocità assoluta di questa espansione e la misura dell’universo), e gli scienziati preferiscono adoperare un simbolo speciale per il rapporto fra la densità di massa reale dell’universo in un istante dato e la densità critica. Questo rapporto fra densità reale e densità critica è detto Omega, quel simbolo a ferro di cavallo che vedi in figura.

     La chiave della geometria dell’universo sta proprio in Omega.
Se Omega è uguale a 1 la densità reale è uguale a quella critica e l’universo è piatto, quindi si espanderà per sempre ma la velocità di espansione continuerà a diminuire. Gli scienziati sono convinti che la massa presente nell’universo sia quasi esattamente uguale alla massa critica.

Secondo questo scenario gli ammassi di galassie si allontaneranno tra loro, nelle galassie tutto il gas verrà trasformato in stelle. Poi forse le stelle scivoleranno verso il centro della galassia, formando dei giganteschi buchi neri, e tutta la materia circostante verrà inghiottita. Le galassie degli ammassi si fonderanno, dando luogo anch’esse a buchi neri enormi. Nel frattempo, l’universo diventerà sempre più freddo, buio e vuoto, morendo lentamente.

     Quali sono i dubbi
– Beh il mio primo dubbio è proprio sulla attuale incertezza nel misurare la massa dell’universo o meglio della sua densità.

Infatti ho letto su una qualificata rivista che pur sommando tutte le masse dell’universo il valore di Omega è inferiore alla unità, ovvero  Ω=0,044 (+- 0,0044) e pur aggiungendo tutta la materia oscura presente nelle galassie e super ammassi delle galassie si arriva a Ω=0,27 (+- 0,04) . Questo significa che manca all’appello circa il 73% del parametro di densità e l’universo sarebbe comunque chiuso. E non è poco.

Tuttavia le misurazioni sulla curvatura dello spazio darebbero Omega uguale ad uno. Un bel guaio da risolvere.

Se è vero che l’universo è piatto o quasi mi piace immaginare l’universo racchiuso tra due piani paralleli (proprio perchè l’universo visibile ha comunque una spessore) senza fine in ogni direzione.

Se è vero che le masse ovvero la loro forza di gravità incurverebbe lo spazio, allora mi domando quale influenza hanno quelle masse ai confini dei piani su ciò che è al di sopra e su quelle sottostanti ai suddetti piani? Se al di sopra non c’è nulla la loro azione si dovrebbe esercitare sulle masse sottostanti tendendo a schiacciare i due piani fino ad avere i due piani coincidenti.

– Altro dubbio è proprio sulla fine prospettata da un universo piatto che ad un certo punto la sua espansione dovrebbe rallentare. Cosa significa questo, che l’universo rallenta per mancanza della materia oscura inghiottita dai buchi neri? E dove è finita la energia oscura?

Qualcuno sa darci qualche spiegazione?


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Ingegnere. Io sono responsabile di quello che dico, non di quello che capisci tu. (Massimo Troisi)
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Una risposta a L’universo è piatto

  1. MARGHIAN ha detto:

    “Spazio de sitter”, “spazio anti-de sitter”, la “conformazione a sella di cavallo (“Omega di 1) e.. la “conformazione a piano” (Omega =1), l’universo “piatto”…. (segue)

    Mi piace

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