Quale fine dell’Universo? – parte seconda: dal Big Crunch al Big Bounce

Qual’è la fine dell’Universo? Qual’è la verità? – mi domanda con insitenza il mio cane.

Non esiste una verità – rispondo – perchè non esiste nessuna risposta che i cosmologi sanno dare.

Allora, se hai la pazienza di seguirmi, proseguiamo con la nostra passeggiata tra le teorie.
Sul filone cosmologico dell’universo ciclico, trattato precedentemente, si innesta la teoria del “Big Bounce”, che concettualmente prende il posto del Big Bang e del Big Crunch, fondendoli in una nuova formulazione scientifica.

Big_bang_manifold_(it)Il ragionamento è semplice (si fa per dire).

Si tratta di superare il concetto di “singolarità”.
Ovvero il superamento del Big Bang, e anche dei buchi neri, che ipotizzano la esistenza iniziale di una massa puntiforme avente un volume pari a zero ma dotata di energia e densità infinite a cui il Big Crunch non ha dato risposta.
Infatti secondo molti scienziati tale singolarità risulta inverosimile sulla base di tutte le leggi fisiche note.

Allora cosa ti vanno a pensare gli scienziati?
Niente di meglio che rivedere e riformulare la teoria della relatività generale avvicinandola a quella classica dell’elettromagnetismo.

Ora stai tranquillo – mi rivolgo al mio sapiente e paziente cane – Non ti rifilo nessuna noiosa spiegazione, difficile anche per me. Anche se lo so che è forte la tua tentazione di passare a letture più leggere altrove, magari di ricette o ascoltare musica.

Ma il sapere necessita di un minimo di attenzione.
La nuova teoria elaborata dal team di uno scienziato, il fisico Bojowald, è una elaborazione della teoria quantistica applicata ai loop del fisico indiano Abhay Ashtekar.
Una nuova teoria quantistica-gravitazionale a cicli (Loop Quantum Gravity – LQG) denominata “rete di spin”.
In questo contesto le reti di spin si prestano bene per trattare i loop che si intersecano reciprocamente.

Lo so – dico al mio amico a quattro zampe che mi guarda fisso – non hai capito nulla. Poco male, queste cose non sono alla nostra portata. Basta sapere che ci sono e che qualcuno le tratta.

Quello che devi capire è che dalle equazioni della LQG è risultato che l’Universo si contrae su se stesso ma non fino ad arrivare alla singolarità iniziale puntiforme.

Secondo questa teoria l’Universo sarebbe costituito da anelli di dimensioni infinitesime, di  10−35  metri (dieci elevato alla meno trantacinquesima potenza), ossia dieci miliardesimi di miliardesimi di miliardesimi di nanometri. Questi anelli infinitamente piccoli possono contenere una certa quantità di energia, che, pur aumentando durante il collasso gravitazionale, non può mai diventare infinita. In pratica la teoria è un restyling della meccanica qantistica, ovvero delle quantità finite, “a pacchetto”,  che possono avere le particelle, per esempio l’elettrone.

Dette in parole povere, gli atomi di questi anelli non possono comprimersi più di tanto. Il modello prevede la presenza di atomi “dello spazio-tempo” che possiedono una attitudine finita di contenere materia e energia, riuscendo a rendere superflua, in tal modo, la presenza di una singolarità.

Cosa succede allora?

Ad un certo punto della contrazione, a causa del costante aumento dei valori della massa-energia (densità e temperatura), il tessuto spazio-temporale si lacera e la gravità da attrattiva diventerebbe “repulsiva”, facendo rimbalzare l’Universo in un nuovo Big Bang. Tale processo si ripete in un ciclo perpetuo.

big_bounce

Wow. Geniale – esclama il mio cane – Questo dimostrerebbe che Il Big Bang è il risultato della contrazione dell’Universo precedente, ma che non viene compresso fino a raggiungere la singolarità, piuttosto la materia viene ridotta ad una dimensione piccola ma finita per poi essere espulsa interamente in un’altra parte dell’Universo o addirittura in un altro universo.

Bravo Bleff. Questa teoria può essere applicata anche ai buchi neri. E voilà i giochi sono fatti.

Ma, devi sapere, il nuovo Universo perde ogni ricordo visto che subisce fluttuazioni diverse da quello successivo e quindi questi dettagli di memoria storica non sopravvivono ed il nuovo è sempre diverso rispetto al precedente (amnesia cosmica).

C’è da dire però – caro Bleff – che la gravità quantistica a loop è interessante, ma non si tratta ancora di una vera e propria teoria e perciò bisogna stare attenti a non prendere sul serio certe sue predizioni.
E’ come dire che stiamo adattando la fantasia ad una lacuna fisica.

Voi umani avete una gran fantasia e non capisco perchè vi ponete di questi problemi. E poi questa teoria assomiglia troppo alla teoria delle stringhe. Una minestra riscaldata.
Ma, piuttosto, ancora non mi hai detto dove sta la verità? Qual’è la reale fine dell’Universo
– mi ricorda un’altra volta il mio cane.

Uhm, hai ragione. Anche stavolta ti rimando alla  prossima puntata. Promesso.


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3 risposte a Quale fine dell’Universo? – parte seconda: dal Big Crunch al Big Bounce

  1. MARGHIAN ha detto:

    Ah, eccolo qui… dopo ci daro’ una lettura piu’ attenta. E, riguardo al tuo consiglio…chissa’, forse un domani… 🙂 comunque lo prendo come un apprezzamento, grazie…. e dolce giorno…. 😆
    p.s., il giorno di oggi, qui, e’ fin troppo dolce..c’e una cappa di nuvole che crea davvero un “suono di silenzio”… e non posso andare al mare. Verranno..sabati migliori :mrgreen:
    A presto Ciao.

    Marghian

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    • bruce ha detto:

      Ciao marghian sei una brava persona, senza retorica.
      Comunque stanno arrivando gli ultimi due post sull’argomento. Il gran finale. Roba forte.

      Mi piace

      • MARGHIAN ha detto:

        Roba forte..fortissima, direi…. 🙂

        “Si tratta di superare il concetto di “singolarità”. Infatti, non riuscendo a contrarsi “all’infinitesimo” l’universo “ripartirebbe” verso una nuova espansione senza i paradossi dati da una contrazione infinita- che poi sarebbe irraggiungibile (comoe e’ irraggiungibile una meta posta all’infinito).

        Non conoscevo il termine “big-bounge”, ora mi e’ “chiaro”. Gravita’ quantistica..a loop, “ad anello”. Forse non e’ un caso che secondo la teoria delle stringhe, quelle che costituirebbero i “gravitoni” sarebbero proprio delle stringhe “ad anello”, non so se c’e un nesso. Quindi non si raggiunterebbe mai una “energia infinita” in un volume “infinitesimo” ma, se ho capito bene, l’universo raggiungerebbe un volume “minimo”, diciamo “critico” tale da riavviare un ciclo di espansione.
        “Amnesia cosmica”, ecco..volevo ben dire, come infatti ho scritto nell’altro post: “sarebbe grottesco”-riferimento all’idea che gli eventi si ripeterebbero all’infinito, ad ogni espansione…mentre invece no, ogni nuovo ciclo.avrebbe una nuova storia, con galassie disposte diversamente eccetera. MI fermo qui, ciao Bruce.

        Marghian

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