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Introduzione alla Cosmologia |
La cosmologia si prefigge lo studio dell'universo come un
tutto, partendo dalla sua nascita per giungere alla predizione del suo
futuro fino alla sua fine, se c'è, servendosi degli strumenti posti a
disposizione dall'astrofisica.
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La Cosmologia è la disciplina dell'astrofisica che studia la struttura,
l'origine e l'evoluzione dell'universo considerato nel suo insieme. |
Tutto ciò che era scritto nella Bibbia sta lasciando, pian piano, il posto alle
scoperte scientifiche e la religione continua ad esistere nelle nicchie di
conoscenza ancora non raggiunte dalla scienza. Attualmente, sembra che l'universo sia nato da un Big Bang , da una singolarità, un unico punto di massa infinita, che per qualche
motivo ha iniziato ad espandersi. La scienza non riesce a penetrare questa
singolarità perché al suo interno cessa la validità della fisica e delle leggi
che noi conosciamo. E' per questo che gli scienziati riescono a descrivere tutto
ciò che è successo da oggi fino ad una infinitesima frazione di secondo dopo il Big Bang, ed è per questo che la Chiesa ha fatto suo questo modello,
accettandolo in pieno proprio perché quella frazione di secondo che la scienza
non spiega è opera di Dio.
Una tappa storica è stata data dalla scoperta che l'universo è attualmente in
espansione, scoperta dovuta ad Edwin Hubble. Le relazioni
della Relatività di Einstein sconsigliavano questa scoperta sebbene la
prevedessero in pieno. All'epoca l'universo era visto come statico, ed un
universo in contrazione oppure in espansione erano visti davvero di cattivo
occhio. Questo indusse Albert Einstein ad introdurre una
costante cosmologica da contrapporre alla gravità che, in un universo
stazionario, avrebbe fatto collassare di nuovo tutta la materia in un punto
unico.
Un seguace delle relazioni einsteniane, invece, continuò il lavoro scevro di
qualsiasi preconcetto ed accettando quindi qualsiasi risultato:
Aleksandr Fridman, un fisico russo. Basandosi su semplici ma
realistiche supposizioni, Fridman
riuscì a giungere ad un modello di universo
molto simile a quanto oggi osservato: un universo in continua espansione. A dire
il vero, Fridman giunse ad ipotizzare un ripiegamento dell'universo su sé stesso
ma l'analisi del suo lavoro, in realtà, va ben oltre ciò che lo stesso Fridman
riuscì a trarne. I modelli che derivano dal lavoro di Fridman, in pratica, sono
tre e da uno di questi deriva il futuro dell'universo che può essere di
espansione oppure di collasso. Ciò che accadrà dipenderà dalle velocità di
allontanamento dei corpi e dalla massa presente all'interno dell'universo.
La teoria ad oggi valida per la creazione dell'universo è quindi
quella del Big Bang, mescolata ad una teoria inflazionistica,
che tuttavia non parla di eplosione perché il Big Bang parte da qualcosa che è
già avvenuto, sebbene da pochissimi attimi. Di fronte al Big Bang,
la Teoria Stazionaria dell'Universo si è un po' persa per
strada, soprattutto in seguito alla scoperta della radiazione cosmica di
fondo.
Per quanto riguarda il pensiero intorno all'evoluzione
dell'Universo, il problema è ancora tutt'altro che chiuso visto che in gioco
resta una variabile del tutto incerta quale la quantificazione della materia
oscura
presente all'interno dell'universo stesso. Einstein violentò le sue
equazioni per scongiurare un universo che non fosse statico, ma non servì a fare
in modo che non lo fosse realmente. I modelli di Fridman eliminarono la costante
cosmologica, che tuttavia si è ripresentata prepotentemente dallo studio di
supernovae lontane. L'espansione dell'universo e la legge di Hubble
posero le
basi per lo studio della forma dell'universo e, quindi, del suo futuro,
dipendente dalla massa presente e, soprattutto, dall'energia oscura
presente.
Il futuro dell'universo
è basato sulla velocità con la quale i
corpi si allontanano tra di loro e dalla quantità di materia presente
all'interno dell'universo stesso, così come è stato visto nei modelli di Fridman.
Le conclusioni per l'universo possono essere ricondotte, comunque, a due
grandi categorie: una vede l'universo come qualcosa destinato a morire,
richiudendosi su sé stesso o espandendosi fino al punto che ogni singola
molecola sia isolata dalle altre; l'altra vede l'universo come un qualcosa che
andrà avanti per sempre.
La cosmologia oggi si pone una serie di obiettivi:
1. determinare l'esistenza di una singola legge che sia in
grado di spiegare tutta la dinamica all'interno dell'universo,
sia a grande scala che nei minimi dettagli. Questo richiederà una teoria che
unifichi la Teoria della Relatività Generale
di Einstein con la meccanica quantistica, per poter
giungere davvero ad una spiegazione unitaria che vada dal Big Bang
ai buchi neri. Sono stati pochi i passi avanti in questo senso, da quando Albert Einstein iniziò a lavorarci. Si attendono menti simili per poter raggiungere
nuovi traguardi;
2. determinare il futuro dell'Universo: sarà sempre in
espansione oppure prima o poi arriverà a contrarsi? La risposta non può che
passare dalla determinazione della materia oscura e dell'energia oscura presente
all'interno dell'Universo;
3. determinare la struttura attuale dell'universo.
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