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Cosa successe subito dopo il Big Bang?

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Universo primordiale

Si dice spesso che nei suoi primi momenti l’universo fosse in uno stato caldo e denso. Sebbene sia una descrizione ragionevolmente accurata, è anche piuttosto vaga.

Che cosa era esattamente caldo e denso? E in che stato si trovava? Per rispondere a questa domanda sono necessari sia complessi modelli teorici sia esperimenti ad alta energia nella fisica delle particelle.

Uno studio per capire di più

Secondo la fisica delle particelle e il modello cosmologico standard, la materia è apparsa entro il primo microsecondo dell’universo.

Si pensa che questa materia iniziale sia stata una densa ‘zuppa’ di quark che interagirono in un mare di gluoni. Questo stato della materia è noto come Plasma Quark-Gluon (QGP)...

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Perché l’Universo si espande così rapidamente?

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Anomalia da comprendere

Un modo per conoscere il tasso di espansione dell’Universo (costante di Hubble) è misurare la radiazione cosmica di fondo emessa subito dopo il Big Bang.

Questa radiazione racchiude in sé gli elementi primordiali del Cosmo, che inseriti in un modello di evoluzione cosmica ci fanno capire quanto velocemente lo spazio dovrebbe espandersi oggi.

Ma la teoria non combacia con i risultati che derivano dalle osservazioni: l’Universo si sta espandendo più velocemente di quanto previsto, ossia il valore della costante di Hubble è più grande di quello che deriva dai calcoli teorici.

Discrepanza reale o errore di misurazione?

La differenza tra l’espansione calcolata teoricamente e quella misurata sperimentalmente si chiama tensione di Hubble...

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Cos’è il redshift?

redshift

Universo in espansione

A causa dell’espansione dell’Universo, tutte le galassie, compresa la nostra, si stanno allontanando le une dalle altre e i segnali che provengono da esse arrivano sulla Terra con un incremento della lunghezza d’onda rispetto a quando sono stati emessi.

Questo fenomeno si chiama redshift (spostamento verso il rosso), perché nel visibile produce uno spostamento verso il colore rosso dei segnali elettromagnetici emessi dalle galassie. L’effetto è tanto maggiore quanto più velocemente le galassie si allontanano, quindi quanto più esse sono lontane.

Il redshift si calcola piuttosto facilmente misurando la differenza tra la lunghezza d’onda dei segnali in arrivo dalle galassie e quella delle analoghe emissioni prodotte in laboratorio...

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Prima del Big Bang

Prima del big bang

Limite della conoscenza

In cosmologia, la madre di tutte le domande è la seguente: “Cosa c’era prima del Big Bang?”. Il passaggio dal nulla assoluto alla presenza di spazio, tempo e materia in un Universo primordiale che inizia la sua espansione con un’enorme esplosione è totalmente sconosciuto.

Spesso gli astronomi liquidano la questione dicendo che non ha senso porsi questa domanda, in quanto il tempo è nato con il Big Bang e pertanto è illogico pensare a un prima, ossia a un tempo precedente.

Questa presa di posizione è però scientificamente insoddisfacente (seppure può non esserlo filosoficamente). Diverse teorie tentano pertanto di affrontare la questione.

Il mistero dell’inizio

L’evoluzione dell’Universo è ben chiara a partire dal Big Bang, avvenuto 13,7 miliar...

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