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Il Big Bang e la teoria dell'Universo inflazionario

 

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TEORIA DELL'UNIVERSO INFLAZIONARIO

Negli anni '80 del XX secolo si è sviluppata la teoria dell'universo inflazionario dovuta al fisico statunitense Alan Harvey Guth.

 

BIG BANG

Secondo questa teoria, tra gli 11 e i 15 miliardi di anni fa, l'Universo era concentrato in un volume più piccolo di un atomo e la sua temperatura era di miliardi e miliardi di gradi. In questa fase primordiale, quindi, tutta la materia e l'energia erano concentrate in un solo punto.

Come questo nucleo si sia formato non è ancora chiaro agli scienziati. 

Ad un certo punto, questo nucleo è esploso e si è avuto il famoso Big Bang.

 

FASE DELL'INFLAZIONE

L'esplosione ha generato una espansione rapidissima dell'Universo: nell'arco di una piccolissima frazione di secondo (circa 10-30 secondi)  il volume dell'Universo è aumentato di miliardi e miliardi di volte. Questa fase prende il nome di inflazione.

Durante questa fase, una grande quantità di calore venne liberata provocando una notevole riduzione della temperatura.

 

SFERA DI FUOCO

Terminata la fase dell'inflazione, la sfera di fuoco iniziò ad espandersi molto più lentamente.

L'energia si iniziò a concentrare in particelle elementari: prima quark ed elettroni, poi protoni e neutroni. Successivamente, queste particelle, cominciarono a legarsi dando vita a dei nuclei atomici.

Dopo 300.000 anni iniziarono a formarsi i primi atomi di idrogeno e la sfera di fuoco si esaurì.

 

RADIAZIONE DI FONDO

Una volta formatosi l'idrogeno puro, la materia e la radiazione si separarono e la luce iniziò a viaggiare liberamente nello spazio: l'Universo divenne trasparente. Tuttavia la radiazione emessa della sfera di fuoco continua, ancora oggi, ad essere presente in tutto l'Universo anche se in maniera molto più indebolita.

Nel 1965 alcuni scienziati, per mezzo di radiotelescopi, rilevarono l'esistenza, in ogni punto dello spazio, di una radiazione di fondo che sarebbe come l'eco del Big Bang.

L'analisi di questa radiazione di fondo ha portato a scoprire, nel 1992, che esistono delle piccole variazioni nelle radiazioni di fondo che probabilmente sono dovute ad una distribuzione non uniforme della materia con aree:

  • leggermente più fredde della media, che corrispondono a zone dove la materia era appena poco più densa;
  • leggermente più calde della media, che corrispondono a zone dove la materia era appena poco meno densa.

 

Queste irregolarità presenti quando l'Universo era agli inizi della sua formazione hanno dato vita a delle increspature da cui probabilmente hanno avuto origine, successivamente le galassie. 

L'analisi della radiazione di fondo è stata possibile grazie al satellite COBE messo in orbita intorno alla Terra nel 1989.

 

SUCCESSIVA EVOLUZIONE DELL'UNIVERSO

Dopo il primo miliardo di anni:

  • la temperatura dell'Universo era simile a quella di una qualsiasi stella;
  • la materia era composta da idrogeno, elio, elettroni, protoni e fotoni.

 

Dove il gas era molto denso si ebbero le violente esplosioni dei quasar.

L'Universo continuò la sua espansione, i quasar divennero sempre più rari, mentre aumentarono le galassie a spirale formate da miliardi di stelle.

All'interno dei nuclei delle stelle e delle supernove si iniziarono a formare gli elementi chimici più pesanti. Questi, andandosi a mescolare, sotto forma di ceneri, ai gas e alle polveri presenti nelle nebulose diedero vita alla formazione di nuove stelle.

Circa 5 miliardi di anni fa nacque anche il Sole.

 

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