Big Bang: come si è formato l'universo

Di Barbara Leone.

Gli studiosi di tutto il mondo sono concordi nell'affermare che l'universo si è formato da una grande esplosione, avvenuta 15 miliardi di anni fa

Gli astrofisici di tutto il mondo sono concordi nell'affermare che l‘universo è nato da una esplosione. Nel 1929 Edwin Hubble ha annunciato la scoperta dell‘espansione dell‘universo: osservando diverse galassie ha scoperto infatti che la maggior parte di loro si stava allontanando dalla Terra, dato che i loro spettri risultavano spostati verso il rosso. Ha osservato inoltre che più era grande la loro distanza dalla Terra e più era alta la loro velocità di allontanamento. Questa situazione è spiegata dal primo principio cosmologico, secondo il quale “la struttura e le proprietà dell‘universo su larga scala sono ovunque ed in tutti i tempi le stesse”. Questa osservazione di Hubble è riassunta con la formula v = H r. Dove v è la velocità di allontanamento, r la distanza e H un numero detto “costante di Hubble” che vale 53 Km/s per ogni milione di parsec.

L'osservazione metteva in crisi la concezione dominante di universo stazionario. Infatti essendo questo in espansione la sua densità doveva variare. La teoria è stata quindi modificata con l'affermazione che vi doveva essere una continua creazione di materia pari ad un atomo di idrogeno per ogni centimetro cubo ogni milione di miliardi di anni. In seguito si è ipotizzato che l‘universo fosse nato da un‘esplosione avvenuta 15 miliardi di anni fa e che il moto di allontanamento fosse la conseguenza di questa esplosione. L'esplosione ha preso il nome di Big Bang.

Prima del Big Bang, l‘universo era concentrato in una sfera, con temperature e densità infinite. All'interno era presente un plasma, uno stato della materia in cui nuclei ed elettroni sono liberi di muoversi caoticamente, costituito da quark e gluoni. Questa situazione era molto instabile e per questo si è arrivati ad una esplosione. Le fasi successive all'esplosione sono suddivise in diverse "ere": l'era dell‘età quantistica, l'era elettrodebole, l'era dominata dalla radiazione, l'era dominata dalla materia.

In seguito si sono sviluppate varie teorie sull'evoluzione dell'universo:
- l‘universo avrebbe continuato ad espandersi fino ad un certo punto e poi avrebbe arrestato il proprio ingrandimento;
- la velocità alla quale l‘universo si espande si sarebbe dovuta ridurre e l‘accelerazione arrivata a 0 sarebbe diventata negativa portando ad un Big Crunch e ritornando allo stato di singolarità;
- l‘universo avrebbe continuato ad espandersi all‘infinito.

L'ultima teoria è stata proposta da Alan Guth nel 1984 ed è stata accolta dalla maggior parte degli studiosi. La teoria del Big Bang è stata formulata da Alexander Friedmann nel 1929 e completata da George Gamow nel 1940. In origine quindi tutto era concentrato in un minuscolo punto, dalla densità e gravità infinite: il tempo e lo spazio erano pari a zero e la temperatura era nell'ordine di miliardi di miliardi di gradi. Cosa ci fosse prima rimane per ora un mistero, dal momento che gli scienziati non avanzano ipotesi, ritenendo i momenti anteriori a tale istante come inconoscibili ed inspiegabili da qualsiasi teoria. Il termine "Big Bang" è stato coniato da Fred Hoyle nel 1949 durante un programma radiofonico sulla BBC ed era usato in senso dispregiativo.