Cosmologia: la nostra storia

La cosmologia è il ramo dell’astronomia che studia l’Universo in tutti i suoi aspetti, dalle particelle elementari nel brodo primordiale, fino ai possibili scenari del suo remoto futuro. Concetti che sembrano così lontani da noi, nello spazio e nel tempo…eppure, in realtà ci riguardano molto più di quanto sembri.

Rappresentazione del Big Bang

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.

Disco di accrescimento

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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5 Commenti

  1. :shock:…..quindi si può affermare che potrei benissimo avere qualche particella infinitesimale del corpo che è appartenuta, che sò, al meteorite che estinse i dinosauri, oppure appunto a qualche T-Rex, o anche a Giulio Cesare, perchè no? E magari nel lontano futuro farà parte della cintura di asteroidi che fù la Terra…….

  2. Beh, nessuno potrà dirti con certezza che non può essere!!! Magari la probabilità di avere una particella di Giulio Cesare è un po’ bassa, 🙂 però….Siamo davvero figli delle stelle, e come le stelle tutti abbiamo le stesse origini

  3. Comunque molto interessante l’articolo, fà riflettere, complimenti!! A proposito di origini, ho letto su qualche rivista scientifica che se riducessimo il lasso di tempo che intercorre dal Big-Bang ad oggi alla proporzione di un anno, i primi organismi cellulari sarebbero apparsi verso la primavera, i Dinosauri sarebbero apparsi intorno a Natale, e l’uomo sarebbe apparso alle 23:57 del 31 dicembre…

  4. cara Francesca, sono Pierluigi (ho scritto Piero perchè nella vostra redazione c’è un altro Pierluigi) e penso che non ci sia nulla di strano sul fatto che molte persone non siano interessate alla cosmologia.
    Mi spiego meglio: se conosci la teoria delle “intelligenze multiple” di H.Gardner saprai certamente che ognuno di noi è dotato di nove (più o meno) intelligenze: naturalistica, musicale, cinestetica (legata al movimento), linguistica, logico-matematica, spaziale, intrapersonale, interpersonale e, per ultima, quella esistenziale.
    La cosmologia e l’astronomia in genere riguardano proprio quella esistenziale: chiedersi da dove veniamo, dove stiamo andando, chi ha creato o come si è creato l’universo, etc sono tutte domande che riguardano questa intelligenza.
    Sempre secondo Gardner, di queste nove intelligenze alcuni ne hanno sviluppate 3, altri 4, altri tutte esclusa quella esistenziale (magari dipende anche dal DNA); l’ideale sarebbe svilupparle tutte durante la propria vita…
    Scusa se ti/vi ho tediato ma ho tentato solo di giustificare il fatto che io sin da piccolo guardavo le stelle ponendomi delle domande che ancor oggi mi pongo!! Insegnando provo a farle porre pure ai miei alunni..e quando vedo alcuni che lo fanno sono contento! 😉

  5. c’è solo un modo per definire l’approccio alla cosmologia espresso in questo articolo: AFFASCINANTE!!!!!!
    senza dire poi che mi trovo assolutamente in linea con la tua visione del cosmo!!! (ma questo forse noi l’avevamo già capito! 😉 )
    Fran, sei grande!!!! 😀