Cosmologia: la nostra storia

Rappresentazione del Big Bang

Mi sorprendo sempre quando qualche amico mi rivela, senza esitazione alcuna, il suo più totale disinteresse per l’astronomia. Incredibile, è vero, ma mi è successo, e non una volta sola! Forse ancora più strano trovo l’indifferenza verso la cosmologia, lo studio dell’Universo: da dove veniamo, com’era, com’è, come sarà…

Da molti anni si è affermata tra gli studiosi la teoria del Big Bang, e ormai la stragrande maggioranza delle persone ne deve aver sentito parlare. Non tutti però ne sono affascinati; dopo tutto si tratta di un evento così remoto nel tempo, così estraneo alla nostra quotidianità. Eppure, anche se non ce lo ricordiamo, noi durante il Big Bang c’eravamo!

Il segreto ci è svelato dalla Legge di Lavoisier sulla conservazione della materia: la materia non si crea né si distrugge. Tutto ciò che compone l’Universo attuale era presente, cioè è stato creato, al momento del grande botto che ne ha avviato l’evoluzione, e perciò anche noi in qualche forma dovevamo essere lì, ammassati con il resto del creato in quel punto paradossale a densità inimmaginabile detto singolarità.

Dopo l’esplosione, il materiale concentrato nella singolarità venne immediatamente scagliato verso l’esterno, dando inizio all’espansione dell’Universo, che continua tuttora. Non è però così semplice: se all’inizio esisteva solo la singolarità, non c’era nulla al di fuori di essa, nemmeno spazio in cui la materia potesse espandersi. Lo spazio è stato creato simultaneamente alla materia, quindi l’espansione cosmica è in realtà l’espansione del tessuto dello spazio stesso che porta con se la materia, come uvetta sopra una pasta che lievita.

Mi piace pensare che tutte le particelle che mi compongono sono sempre esistite e hanno partecipato fin dall’inizio all’evoluzione cosmica, se pure con sembianze diverse e in costante mutazione. Nei primi secondi dopo il Big Bang, il giovane, densissimo, minuscolo Universo era abitato da fotoni (luce) e da particelle nucleari libere, come protoni e elettroni (materia barionica), suddivise in materia e antimateria – sì, l’antimateria esiste, non è un’invenzione di Star Trek!

Quando una particella incontra una antiparticella, di uguale massa ma di carica opposta, le due si annichilano in un lampo di luce, producendo due fotoni. I fotoni a loro volta, in presenza di sufficiente energia, possono trasformarsi in due particelle di materia barionica. Questa festa caotica era però destinata a esaurirsi in alcuni minuti, man mano che la temperatura del neonato universo diminuiva con l’espansione, permettendo a neutroni e protoni di saldarsi nei primi nuclei atomici di idrogeno ed elio.

Bisognerà però attendere 380.000 anni per assistere alla formazione del primo atomo. Molto di più, fino a 1 miliardo di anni, perché la forza di gravità riuscisse ad affermarsi in tutta la sua gloria, permettendo l’aggregazione di polvere stellare e l’accensione delle prime stelle.

Quanta strada abbiamo fatto da allora. In quanti posti siamo stati, e in quante forme differenti: siamo stati fotoni di luce, poi polvere intergalattica alla deriva, forse abbiamo operato nel nucleo rovente di giganti stelle poi esplose, magari abbiamo fatto parte di un pianeta, o ancora di una fredda cometa che ci ha trasportato fino a qui.

Quanta strada abbiamo fatto, e quanta ancora ne faremo! I cosmologi tentano di prevedere il nostro lontanissimo destino basandosi sul calcolo, ancora incerto, della densità della materia nell’Universo. L’espansione potrebbe continuare all’infinito, rendendo il Cosmo un luogo gelido e desolato, potrebbe bloccarsi, in un’eterna inerte stabilità, o ancora invertire la rotta e produrre un’implosione cosmica, il Big Crunch.

Di tutto quanto esposto, e di molto altro ancora, si occupa la cosmologia. Se la vostra curiosità si è accesa, anche solo un pochino, accompagnateci nella nostra esplorazione spaziotemporale dell’Universo, e di noi stessi.

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