Conoscere l'Universo-Cosmored

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                    I misteri del tempo

La fine del mondo

Dentro un buco nero


Piccolo racconto di una grande storia

Prima del Big Bang...


 Come nascono le stelle

Il Cosmo nascosto
 

I misteri del tempo
Il tempo assoluto
Alla fine del 19° secolo il tempo era considerato una grandezza fisica misurabile, che poteva essere rappresentata geometricamente in modo molto semplice e intuitivo mediante una retta, per ogni punto della quale corrisponde un istante. Fissato sulla retta un tempo iniziale, i punti sulla sua destra rappresentano il futuro e quelli sulla sua sinistra il passato. Secondo la concezione newtoniana, lo scorrere del tempo era indipendente dai processi e dagli eventi che si verificano nell'Universo e da questi non poteva essere influenzato. Si tratta dell'idea di tempo assoluto, che si accorda con la nostra intuizione del tempo derivante dalle esperienze di tutti i giorni.

Il mistero della velocità della luce
Nel 1881, un esperimento sulla velocità della luce, effettuato dai due scienziati A.B. Michelson ed E.W. Morley, avrebbe avuto ripercussioni decisive su questa concezione del tempo. La luce era un argomento molto interessante per quell'epoca, perché non si riusciva a capire bene come si propagasse. Per questo era stata ipotizzata l'esistenza di una sostanza, l'etere, che pervadeva l'intero spazio, attraverso la quale si sarebbe propagata la luce, come il suono si propaga nell'aria. L’esperimento dimostrò che l’etere non esisteva: il risultato fu che la velocità della luce, ossia 300.000 km/s, è sempre la stessa, sia che la si misuri stando fermi, sia che la si misuri andandole incontro o allontanandosi da essa! 

Conseguenze paradossali
Questa cosa è molto strana per la nostra esperienza quotidiana. Se ci troviamo in macchina in autostrada, viaggiando per esempio alla velocità di 100 km/h, e veniamo sorpassati da un’altra automobile, che si muove per esempio a 120 km/h, calcoliamo subito che rispetto a noi la velocità della macchina che ci ha sorpassato è (120-100) km/h=20 km/h e che dopo un’ora questa macchina si troverà a 20 km da noi. Se stiamo salendo su una scala mobile, è esperienza comune che se camminiamo arriviamo prima in cima. 
Orbene, alla velocità della luc e tutto ciò non è più vero!
Se ipoteticamente avessimo a disposizione una macchina che si muovesse alla velocità di, diciamo,150.000 km/s e rincorressimo un raggio di luce, quest’ultimo si allontanerebbe da noi sempre alla stessa velocità, ossia a 300.000 km/s, cioè dopo un secondo il raggio di luce si troverebbe da noi sempre a 300.000 km, nonostante noi lo stiamo rincorrendo! Ancora, se esistesse una scala mobile molto speciale che andasse alla velocità della luce, ci troveremmo di fronte a questa situazione molto bizzarra: si arriverebbe in cima nello stesso istante sia stando fermi sia camminando!

Perché succede questo
La spiegazione di queste ‘stranezze’ deriva dal fatto che la velocità della luce è la massima possibile, cioè non può esistere un oggetto che si muova più velocemente della luce. Per muovere un corpo bisogna imprimergli energia, tanto maggiore quanto più velocemente il corpo si muove: si calcola che alla velocità della luce l’energia fornita al corpo diventa infinita, per cui il corpo non può andare più veloce, perché avrebbe bisogno di altra energia, che non ha a disposizione. La velocità della luce è la massima possibile per un fatto di natura; è la natura che ha imposto questa condizione e noi non possiamo far altro che prenderne atto e accettarne le conseguenze.

E il tempo che c'entra?
La velocità è una grandezza fisica che è strettamente connessa con il tempo; è definita infatti come il rapporto tra lo spazio percorso e il tempo impiegato a percorrerlo. Se fissiamo una distanza, per esempio 160 km, sappiamo che muovendoci alla velocità di 80 km/h la percorreremmo in 2 ore, mentre muovendoci a 40 km/h in 4 ore. Come si vede, variando la velocità varia anche il tempo. Vediamo che succede se fissiamo invece la velocità, per esempio a 100 km/h. In questo caso, se varia la distanza deve variare anche il tempo: 200 km saranno percorsi in 2 ore, 300 km in 3 ore, 450 km in 4 ore e mezza, e così via. Einstein nel 1905 si basò proprio su questo ragionamento per arrivare a formulare la sua celeberrima teoria.

La 'folle' intuizione di Einstein
Einstein pose fine a una serie di dibattiti e tentativi infruttosi di spiegare l’esperimento di Michelson e Morley, che nel frattempo era stato ripetuto sempre con lo stesso risultato, prendendo questa posizione: accettiamo i risultati dell’esperimento, disse, e vediamo quali sono le conseguenze. Ragionò così: se la luce si allontana con la stessa velocità da più persone, qualcuna ferma, qualcun’altra in moto verso di essa o nel verso opposto, allora il tempo di tutte queste persone non può essere lo stesso. Einstein disse: se dopo un secondo la luce si trova a 300.000 km da una persona che è rimasta ferma e anche da una persona che le è andata incontro, anche muovendosi molto velocemente, allora per la persona in movimento non è passato un secondo, ma meno!

Ma tutto ciò è vero!
Questa teoria strana, cioè il fatto che gli orologi vengono rallentati dal movimento (non nel senso che il movimento danneggia il meccanismo di funzionamento!) ha naturalmente trovato molti oppositori, perché non si concilia con le nostre esperienze quotidiane. I nostri orologi non sono infatti in grado di valutare le piccolissime differenze di tempo che si verificano alle nostre piccole velocità. Negli anni Settanta la teoria è stata però provata, utilizzando orologi atomici (un tipo è mostrato nell’immagine in alto a destra), i più precisi a nostra disposizione (in grado di misurare anche miliardesimi di secondo), e aerei velocissimi. Due orologi atomici sono stati posti a terra, mentre altri due sono stati messi a bordo degli aerei e fatti viaggiare per un po’: al ritorno, gli orologi in movimento segnavano qualche miliardesimo di secondo in meno rispetto a quelli fermi. Era la prova che il tempo scorre meno per chi si muove! Se fossimo in grado di costruire astronavi che si muovano a velocità prossime a quella della luce, sperimenteremmo effetti per noi strani.

Il paradosso dei gemelli
La più famosa conseguenza della nuova e provata idea del tempo è il cosiddetto ‘paradosso dei gemelli’: un gemello che torni dopo essere stato in viaggio per diversi anni su un’astronave troverà al suo ritorno il gemello rimasto sulla Terra invecchiato rispetto a lui, tanto più quanto più velocemente egli si è mosso (potrebbe trovare il gemello invecchiato di anni oppure, per velocità elevatissime, vicinissime a quella della luce, potrebbe trovare generazioni successive). Facciamo un esempio numerico: alla velocità di 260.000 km/s il gemello sulla Terra al ritorno sarà invecchiato il doppio di quello in moto, per cui se alla partenza i due gemelli avevano 30 anni, dopo un viaggio di 20 anni il gemello in moto avrà 50 anni e quello fermo 70.

Il paradosso dei gemelli

 La situazione è apparentemente contraddittoria (è per questo che si parla di paradosso): infatti, al suo ritorno il gemello in viaggio sarebbe meno vecchio dell'altro, mentre, essendo l'allontanamento relativo (quindi i due gemelli indistinguibili), la stessa cosa dovrebbe accadere all'altro gemello! Il paradosso è risolto considerando che, per partire e tornare sulla Terra, il gemello in moto deve necessariamente subire delle accelerazioni (inversione della velocità), i cui effetti lo distinguono dal gemello fermo. 

Il senso comune ci inganna
In conclusione, l’idea di un tempo assoluto, cioè esterno e indipendente dai fenomeni che avvengono nel mondo, va abbandonata. Il senso comune, cioè l’insieme delle esperienze che proviamo ogni giorno ci porta a conclusioni errate. Le nostre esperienze sono limitate e spesso non ci consentono di formulare in modo corretto le leggi che regolano i fenomeni della natura, che in tal caso dobbiamo ricavare per altre vie, per esempio con ragionamenti teorici.


La fine del mondo
Apocalissse finale
Il Sole ha circa 5 miliardi di anni e un giorno si spegnerà. Secondo i calcoli, tra altri 4-5 miliardi di anni si esaurirà il combustibile nucleare, ossia l’idrogeno, che brucia al suo interno facendo brillare l’astro. Ma dalla Terra bisognerà preoccuparsi molto prima: pericolosi cambiamenti ci saranno ‘già’ tra circa tre miliardi di anni. Poi ci sarà l’apocalisse finale, e la Terra sarà investita dall’espansione catastrofica del Sole.

Come andranno le cose
Dapprima aumenteranno la luminosità e la temperatura della fotosfera solare, da 6000 a 6500 °C circa: sulla Terra ci sarà conseguentemente un aumento di temperatura di 4-5 °C, con lo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte polari, e l’evaporazione degli oceani. Probabilmente, a tali cambiamneti climatici seguirà un lento adattamento biologico e tecnologico. 
Poi, quando il Sole esaurirà il combustibile nucleare al suo interno, la fornace interna tenderà a spegnersi e i gas sovrastanti crolleranno verso il centro, facendo aumentare enormemente la pressione. Ciò porterà la temperatura da 10 milioni a 100 milioni di gradi. A questo punto il Sole userà come combustibile l’elio, precedentemente prodotto dal bruciamento dell’idrogeno; il nuovo prodotto della combustione sarà il carbonio. Queste reazioni interne faranno espandere enormemente il Sole, che diventerà una stella gigante rossa e arriverà a inghiottire le orbite di Mercurio e di Venere. Dalla Terra, il Sole apparirà un enorme astro rossastro che occuperà più di un terzo di cielo. L’espansione del Sole proseguirà sempre più: anche la Terra sarà raggiunta dal fuoco solare e il nostro pianeta sarà bruciato, cancellato.

Verso il buio
Successivamente, quando anche l’elio sarà esaurito, si verificherà un nuovo crollo degli strati esterni del Sole verso il centro: la temperatura centrale aumenterà da 100 a 600 milioni di gradi e ci saranno quindi le condizioni per bruciare il carbonio producendo ossigeno. Le reazioni termonucleari produrranno ogni volta una gigantesca esplosione, con conseguente lancio verso lo spazio degli strati esterni. Il Sole è però troppo piccolo per raggiungere al suo interno valori di pressione e di temperatura tali da far proseguire ulteriormente le reazioni nucleari fino agli elementi più pesanti e a diventare conseguentemente, una volta esaurite tutte le reazioni, una supernova.

 
Dopo il bruciamento del carbonio, il Sole, ormai non più sede di reazioni nucleari interne, diventerà probabilmente una nana bianca, ossia una piccola stella estremamente compatta e luminosa, molto densa, che continuerà a brillare per milioni di anni, affievolendosi sempre più.
Il Sole diventerà poi una nana nera, un oggetto scuro che non evolve più, alla deriva nel Cosmo: il Sistema solare rimarrà al buio.
 

Dentro un buco nero
Viaggio senza ritorno
Un buco nero è una regione di spazio dove la forza di gravità è così intensa che nulla, nemmeno la luce, può sfuggire da esso (non si tratta di un buco nel senso usuale del termine, ma di una regione con una fortissima attrazione gravitazionale).



Si forma al termine della vita di una stella di grande massa (più di otto volte la massa del Sole), quando questa ha consumato al suo interno tutto il combustibile nucleare e non ha più l'apporto della pressione generata dalle reazioni nucleari per controbilanciare l'attrazione gravitazionale che tende a far collassare la stella su sé stessa.

Entrare in un buco nero
La superficie ideale che fissa il limite oltre il quale nulla può sfuggire è detta orizzonte degli eventi, oltrepassata la quale, lo spazio-tempo è piegato così fortemente che non è più possibile tornare indietro.



L'orizzonte degli eventi può essere attraversato soltanto in un senso, perché la potente forza gravitazionale esercitata dal buco nero rende tale azione fisicamente irreversibile. Nulla può essere pertanto osservato all'interno dell'orizzonte degli eventi.

Cos'è e come si osserva un buco nero
Per definizione, un buco nero non può essere osservato direttamente. Può però essere identificato in modo indiretto grazie agli effetti gravitazionali che induce sulla materia circostante, per esempio dai raggi X emessi da gas e particelle che cadono verso il suo centro di gravità.



Nel processo di caduta, infatti, l'energia gravitazionale della materia si trasforma in energia cinetica, che aumenta sempre più all'aumentare della velocità, fino a raggiungere valori che portano la materia a temperature di alcuni milioni di gradi, cioè all'emissione di raggi X.

Piccolo racconto di una grande storia
All'inizio ci fu la luce
C’era una volta, circa 14 miliardi di anni fa, un piccolissimo punto in cui erano concentrati lo spazio, il tempo e la materia, così caldo e così denso che tutte le forze erano unite e la fisica non era in grado di descriverne le condizioni. Subito dopo entrò in scena la fisica, ma per un brevissimo istante di tempo con leggi che ancora non conosciamo, perché univano la teoria della relatività generale e la meccanica quantistica, cosa che gli uomini ancora non sono riusciti a fare.
L’Universo continuò poi a espandersi e a raffreddarsi, e la gravità si separò dalle altre forze. Quando, poco dopo, l’interazione nucleare forte si separò da quella elettrodebole il rilascio di energia che ne scaturì provocò un enorme e rapido aumento delle dimensioni dello spazio (inflazione), che spianò la distribuzione di materia e di energia dell’Universo, rendendo tutto quasi perfettamente uniforme, a meno di una piccolissima percentuale di disomogeneità della densità da cui nacquero le grandi strutture come le galassie e gli ammassi di galassie che oggi osserviamo.

Disavanzo di materia
I fotoni convertivano spontaneamente la loro energia in coppie di particelle e antiparticelle, che a loro volta venivano a contatto tra loro scomparendo e restituendo così l’energia ai fotoni. Questo continuo gioco del dare e avere sarebbe stato perfettamente simmetrico e avrebbe condotto a un Universo composto soltanto da energia se non fosse misteriosamente accaduta una cosa: una minuscola parte di materia prevalse sull’antimateria, e pertanto non scomparve perché non trovò la sua controparte con cui unirsi per trasformarsi in energia. Dobbiamo ringraziare questa strana evenienza se possiamo stare qui a raccontare questa storia. Tutte le coppie di particelle e antiparticelle si unirono tra loro, ma per ogni miliardo di fotoni restò una particella di materia ordinaria.

L'Universo diventa visibile
I protoni e i neutroni in giro per l’Universo presero a combinarsi tra loro per formare i nuclei atomici più semplici, mentre i fotoni erano continuamente deviati nel loro percorso dai veloci elettroni, e non potevano quindi sfuggire da questa sorta di brodo opaco di materia e di energia. Quando l’Universo continuando la sua espansione si raffreddò di più, la velocità degli elettroni diminuì e questi poterono essere catturati dai nuclei atomici che con essi diedero vita agli elementi più leggeri, l’idrogeno, l’elio, il litio. Di tutto ciò beneficiarono i fotoni, che poterono sfuggire dalla morsa degli elettroni e dare così finalmente luogo a un Universo trasparente, che in effetti siamo in grado di osservare.

Siamo figli delle stelle
Nel giro di un miliardo di anni nell’Universo, sempre in espansione e sempre più freddo, la materia si addensò spinta dalla gravità in stelle e galassie. E nelle stelle più grandi e massicce cominciò a bruciare l’idrogeno e via via gli elementi chimici più pesanti, anche quelli di cui sono composte le forme di vita. Questi elementi non rimasero all’interno delle stelle, perché queste al termine della loro evoluzione, cioè una volta prodotti tutti gli elementi per loro possibili, diventano instabili ed esplodono rovesciando fuori il loro prezioso tesoro interno.
Dopo circa otto miliardi di anni una nube di gas ricca di tali elementi precipitò su sé stessa sotto il proprio peso. Nacque così una stella,come tante altre, e con essa una pletora di corpi celesti che gli giravano intorno, più o meno grandi, rocciosi e gassosi. In uno di questi, la giusta distanza dal Sole e le adatte condizioni ambientali consentirono la formazione di un’atmosfera e di un sistema di oceani, nella cui acqua cominciò a svilupparsi la vita più primitiva.


Prima del Big Bang...
Il mistero dell'inizio
L'evoluzione dell'Universo è ben chiara a partire dal Big Bang, avvenuto 13,7 miliardi di anni fa: ma non cosa c’era prima? Quest’ultima questione viene spesso ignorata dai cosmologi perché considerata improponibile, in virtù del fatto che spazio, tempo e materia sono nati con il Big Bang.
La teoria gravitazionale che descrive l’evoluzione dell’Universo è la relatività generale di Einstein; questa però è una teoria classica (cioè in essa non sono presenti considerazioni di fisica quantistica), e andando indietro nel tempo è valida soltanto fino a un certo punto, oltre il quale l’Universo era così piccolo da dover essere descritto soltanto da una teoria quantistica della gravitazione, cioè da una teoria che unisca le leggi fisiche della relatività generale con quelle della meccanica quantistica. Ma una teoria del genere ancora non esiste.

Alla ricerca della teoria del tutto
La nostra conoscenza sull'evoluzione dell'Universo si ferma a 10–43 s dopo il Big Bang. Prima di tale tempo, detto tempo di Planck, lo spazio e il tempo diventano concetti indefiniti e vanno riconsiderati alla luce di teorie alternative che tengano conto degli effetti quantistici. 
Agli inizi del secolo scorso si pensava che l'Universo fosse statico, poi la scoperta fatta da E. Hubble nel 1929 che le galassie si stanno tutte allontanando le une dalle altre, unita ad altre evidenze sperimentali, tra cui l'esistenza di una radiazione cosmica di fondo ancora misurabile interpretata come il residuo del Big Bang, ha definitivamente sancito che questa convinzione era sbagliata: l'Universo si sta espandendo, a partire da un'epoca in cui tutta la materia era condensata in un punto a energia infinita (una situazione estrema di questo tipo, in cui le leggi della fisica non sono più valide, è detta singolarità). In questo modello di Universo in espansione l'inizio è inevitabile e la questione di capire cosa c'era prima è fondata. Una risposta del tipo "il problema non si pone, perché spazio e tempo sono nati con il Big Bang per cui domandarsi cosa c'era prima non ha senso" sembra un modo per non affrontare la tematica.

Ipotesi ardite
Secondo alcuni studi-simulazione, prima del Big Bang c’era già un Universo in fase di contrazione caratterizzato da una geometria spaziotemporale simile a quella dell’Universo attuale. Quando l’Universo si è contratto fino a diventare un punto, le proprietà quantistiche dello spazio-tempo hanno trasformato la gravità da forza attrattiva a forza repulsiva e l’Universo è ‘rimbalzato’ espandendosi a partire dal Big Bang, nello stato che ancora oggi osserviamo.
Questa descrizione dell'Universo prima del Big Bang s'inquadra nella cosiddetta teoria delle stringhe, secondo la quale le particelle elementari non sono da considerare puntiformi, bensì oggetti filamentosi e unidimensionali: tutte le proprietà osservate derivano dal modo con cui queste stringhe vibrano. La teoria delle stringhe spiega anche situazioni quantistiche, come quelle dell'Universo in prossimità del Big Bang. Una particolarità delle stringhe è che esse possono ridursi di dimensione ma non annullarsi del tutto, per cui la teoria cosmologica basata su di esse esclude l'esistenza di un Universo ridotto a un punto come quello previsto dal Big Bang, considerato soltanto una fase di un Universo eterno, che nella descrizione classica consideriamo come inizio. 
L’esistenza di un Universo precedente al Big Bang e la deduzione delle sue proprietà derivano da approcci matematici in cui la struttura dello spazio-tempo è considerata discreta, continua solo in approssimazione: si tratta di un intreccio di filamenti quantistici unidimensionali. Vicino al Big Bang, questa trama è violentemente strappata e diventa importante la natura quantistica della geometria, che rende la gravità fortemente repulsiva.


Come nascono le stelle
Comincia tutto con un eccesso di peso
Le stelle si formano dalla condensazione del gas e della polvere presenti nelle nubi interstellari, gli agglomerati di materia esistenti nello spazio. In presenza di fluttuazioni di densità (causate dalla compressione di materia diffusa a opera delle onde di densità nel disco galattico oppure dall’espansione dei residui delle supernovae), la condensazione avviene se la nube possiede una massa minima per cui le forze gravitazionali prevalgono sulla pressione interna della nube che si oppone alla contrazione (derivante per esempio dall’agitazione termica, dai moti turbolenti,dalla presenza di campi magnetici). La condensazione ha luogo nelle nubi interstellari grandi, dense e fredde: calcoli teorici stabiliscono un valore critico per la massa della nube (detto 'massa di Jeans') oltre il quale può avvenire la contrazione. Questo valore dipende soprattutto dalla temperatura e dalla densità della nube e in condizioni tipiche vale circa una massa solare.

Poi la stella inizia a brillare
Dapprima si ha la frammentazione delle nubi, poi la contrazione gravitazionale dei frammenti: le regioni un po’ più dense attraggono materia dalle altre e crescendo catturano sempre più materia. L’avvenire o meno di una contrazione di una certa nube dipende anche dalla temperatura del gas presente in essa e dalla sua densità centrale: quanto più bassa è la temperatura e quanto più alta la densità, tanto minore è la quantità di massa necessaria perché possa avvenire un processo di contrazione. La configurazione che prende luogo consiste di un nucleo centrale protostellare che attrae gravitazionalmente materia diffusa dalle regioni esterne, ma espelle anche materia attraverso potenti getti. Con il procedere della contrazione, la temperatura centrale cresce sempre più, fino a raggiungere qualche milione di gradi, sufficienti per innescare le reazioni termonucleari e far brillare la stella. La produzione di energia nucleare (a partire dalla fusione del deuterio nelle stelle giovani, e poi dell'idrogeno nelle stelle in piena maturità) genera una pressione interna in grado di controbilanciare la forza gravitazionale che tende a far collassare la stella, garantendo una configurazione di equilibrio. Questa configurazione si manterrà fino a che la stella non avrà esaurito il combustibile interno; al quel punto sono possibili diversi scenari evolutivi, che dipendono soprattutto dalla massa della stella.

Intorno si formano (forse) i pianeti
Poiché la nube interstellare è soggetta a un movimento di rotazione (dovuto ai moti turbolenti del gas e alla rotazione galattica), durante il collasso gravitazionale la materia non cade direttamente sulla stella nascente, ma, per la conservazione del momento angolare si muove lungo un disco di accrescimento circumstellare che si estende per miliardi di chilometri e all'interno del quale possono addensarsi i pianeti. Il materiale del disco perde poi energia a causa di instabilità interne e fenomeni dissipativi e finisce per precipitare con un movimento a spirale sul corpo centrale. Il processo di formazione stellare è totalmente oscurato dalla polvere che circonda il nucleo centrale, che assorbe la radiazione ottica, ma non quella infrarossa, per cui soltanto con osservazioni effettuate in infrarosso è possibile indagare il fenomeno.


Il Cosmo nascosto
Energia oscura
Le osservazioni ci consegnano uno scenario alquanto imprevedibile, e che probabilmente molte persone non conoscono: l’Universo è composto per il 96% di componenti invisibili, materia o energia che siano. La scoperta che lo spazio dell’Universo si sta tuttora espandendo in modo accelerato, contrariamente a quanto si pensava fino a qualche tempo fa, è spiegata con l’ipotesi che l’Universo sia permeato di una forma di energia sconosciuta, per questo chiamata energia oscura, di tipo repulsivo (ossia antigravitazionale), che contrasta e vince la tendenza dello spazio a contrarsi su sé stesso a causa dell’attrazione gravitazionale esercitata dalla materia presente nel Cosmo.

Materia oscura
A questa energia oscura si somma la cosiddetta materia oscura, costituita da tutte quelle forme di materia che non sono visibili (nel senso di osservabili) o perché non emettono radiazione luminosa (come pianeti, buchi neri ecc.) o perché costituite da particolari particelle ipotizzate ma ancora mai scoperte. La presenza di questa materia oscura è accertata dagli effetti indiretti che essa produce sulla materia visibile circostante; tali effetti sono infatti sempre di tipo gravitazionale usuale, quindi possono essere studiati con semplicità. Un effetto di questo tipo è quello che coinvolge alcune galassie a spirale, che in base ai calcoli teorici si dovrebbero disgregare sotto l’effetto della forza centrifuga prodotta dai bracci esterni in movimento rotatorio, se non si ipotizzasse la presenza di materia oscura che ferma tale disgregazione trattenendo i bracci con la sua forza gravitazionale.
L’osservazione di migliaia di galassie, effettuata per una parte importante grazie al telescopio spaziale orbitante Hubble, ha permesso di realizzare una mappa tridimensionale che stima il contenuto della materia e dell’energia presente nell’Universo. I risultati sono i seguenti: l’energia oscura occupa circa il 70% dell’Universo, la materia oscura il 26% e la materia visibile soltanto il restante 4%.

Non si vede ma si fa sentire
Gli effetti indiretti che produce la materia oscura sono molto importanti per studiare le proprietà dell’Universo. In particolare, si spera di ottenere buoni risultati dall’effetto di lente gravitazionale. Si tratta di un fenomeno simile alla distorsione che si verifica quando la luce attraversa una comune lente di vetro o di plastica. Nel caso dell’Universo, la luce proveniente da galassie lontane è distorta dagli agglomerati di materia che si interpongono tra tali galassie e l’osservatore. Studiando in dettaglio questa distorsione, si ottengono informazioni sulla massa della struttura che la luce attraversa e sulla distanza tra l’osservatore, questa struttura e la galassia che emette la luce.

Einstein aveva ragione?
Tornando all’energia oscura, da non confondere con la materia oscura, c’è da dire che spesso l’ipotesi della sua esistenza è messa in relazione con un’ipotesi che formulò Einstein all’inizio del secolo per giustificare lo stato dell’Universo, che allora si pensava fosse statico. Nella sua teoria della relatività generale, Einstein aggiunse allo scopo una costante cosmologica che doveva controbilanciare la tendenza dell’Universo a contrasi su sé stesso a causa della presenza di massa, con un’azione di tipo repulsivo, appunto come quella dell’energia oscura. C’è da tenere presente però che, anche se alla fine l’intuizione di Einstein si è rivelata corretta, essa era stata introdotta per giustificare un’idea sbagliata.
redazione@cosmored.it