Sembrerebbe che l’Universo nel Big Bang si sia gonfiato un po’ troppo.

[Morimondo]

Su Wikipedia ho trovato un file: cronologia del bigbang che tratta le primissime fasi del big bang. Queste mie domande si basano sull’attendibilità di questa cronoòlogia, qui sotto il link

https://it.wikipedia.org/wiki/Cronologia_del_Big_Bang

Non conosco la matematica superiore per cui agli esperti i miei interrogativi sembreranno ovvi e potranno, forse se ne avranno la pazienza, illuminarmi.

1. Nella seconda era, quella della Grande unificazione la “gravità” si è già staccata dalle altre tre forze fondamentali.
2. La terza era dell’inflazione è durata a 10−30 s. Invece dalla cronologia risulta che ancora nella quarta era, Era elettrodebole, l’espansione dell’universo ha continuato a essere più
veloce della velocità della luce anche se vi erano già particelle, gluoni e coppie quark-antiquark che non possono superare la velocità della luce.
3. Sempre nell’era elettrodebole l’universo, già espanso grazie all’inflazione, ha un diametro di 10 metri. Tutto l’universo attualke era lì compreso. Come ha potuto espandersi
vincendo la gravità che c’era già dalla seconda era?
4. Nella quinta, sesta, settima e ottava era, ossia l’era della opacità, dopo 200 secondi l’universo ha già una dimensione tra i 10 e 10.000 anni luce. Sembrerebbe quindi che questa
l’inflazione della terza sia abbia perdurato anche nelle successive quando esisteva già materia che non può superare la velocità della luce.
5. Non riesco a capire come in queste prime fasi l’universo sia riuscito a espandersi: la curvatura dello spazio doveva essere infinita anche prima della creazione della materia
barionica perché anche l’energia curva lo spazio.
6. Tutto ciò mi fa venire in mente l’ipotesi dei buchi bianchi, finora mai trovato un solo, la materia che passa un orizzonte degli eventi potrebbe finire in un “tunnel” e spurgare fuori in
un’altra parte dell’universo o addirittura in un altro universo, ma come potrebbe uscire se la curvatura è infinita?
7. Mi chiedo anche come si possano sapere così tanti dettagli del big bang e nulla su ciò che avviene in un buco nero quando si tratta sempre di due singolarità.

[lucianob]

Ciao Morimondo
Mi sono posto anche io la domanda, ma quanto e' grande l'universo.
Fino a che punto ci sia tanto spazio per noi che siamo un minuscolo microbo, con la nostra piccola mente, pensare di esistere in un qualcosa che e' veramente enorme per la nostra mente.
Il punto e' che per ora non possiamo neppure arrivare agli estremi, per capire quante altre alternative possano esserci, magari allargando il nostro punto mentale di comprensione, o avere una super intelligenza da carpirne il vero senso.

Una cosa su cui pensare. E un punto in cui i Teorici della materia e della Cosmologia cercano di comprendere.
Vidi un documentario su Focus l'hanno scorso mi pare, del fisico Teorico Prof Michio Kaku, grande divulgatore, poi tante domande fatte ai fisici, come Kip Thorne, ed altri astronomi.

Era molto affascinante cercare di come spiegassero la nascita del Big-Bang, ma mi domando dove sia finito il lavoro dopo il Bosone di higgs, che doveva unificare le 4 forze fondamentali.
Gia' importante anche per capire il big.bang

[Red Hanuman]

Su Wikipedia ho trovato un file: cronologia del bigbang che tratta le primissime fasi del big bang. Queste mie domande si basano sull’attendibilità di questa cronoòlogia, qui sotto il link

https://it.wikipedia.org/wiki/Cronologia_del_Big_Bang

Non conosco la matematica superiore per cui agli esperti i miei interrogativi sembreranno ovvi e potranno, forse se ne avranno la pazienza, illuminarmi.

1. Nella seconda era, quella della Grande unificazione la “gravità” si è già staccata dalle altre tre forze fondamentali.
2. La terza era dell’inflazione è durata a 10−30 s. Invece dalla cronologia risulta che ancora nella quarta era, Era elettrodebole, l’espansione dell’universo ha continuato a essere più
veloce della velocità della luce anche se vi erano già particelle, gluoni e coppie quark-antiquark che non possono superare la velocità della luce.

L'era dell'inflazione è durata da 10^-35 s a 10^-30 s, questo non significa che nel mezzo non si possa dare il via all'era Elettrodebole, che anzi dovrebbe essere conseguenza proprio dell'espansione dell'universo e della diluizione dell'enregia in un volume maggiore.
Comunque sia, non bisogna scordare che l'espansione dell'universo continua ancora oggi, anzi sembra che stia accelerando.

Diciamo che il nome dell'era dipende dal fenomeno principale che si verifica, ma non è detto che nel mezzo non si verifichi altro. Non pensiamo che ci siano confini rigidi.
La classificazione serve solo a noi per comprendere il fenomeno, ma di fatto è solo una definizione a nostro comodo.

3. Sempre nell’era elettrodebole l’universo, già espanso grazie all’inflazione, ha un diametro di 10 metri. Tutto l’universo attualke era lì compreso. Come ha potuto espandersi
vincendo la gravità che c’era già dalla seconda era?

E' vero che la gravità c'era già, ma la gravità è la più debole delle forze, e le altre sono prevalse. Tra l'altro, la gravità si trasmette nello spazio alla velocità della luce, ma l'inflazione creava più spazio di quello percorribile dalla gravità (gli oggetti si "allontanavano" apparentemente ad una "velocità maggiore" di quella della luce).

4. Nella quinta, sesta, settima e ottava era, ossia l’era della opacità, dopo 200 secondi l’universo ha già una dimensione tra i 10 e 10.000 anni luce. Sembrerebbe quindi che questa
l’inflazione della terza sia abbia perdurato anche nelle successive quando esisteva già materia che non può superare la velocità della luce.

Qui non parliamo più di inflazione, ma di espansione dell'universo. Fenomeni simili ma non identici, perchè l'inflazione ha generato in tutto l'universo più spazio di quello percorribile nello stesso tempo dalla luce, mentre l'espansione non lo fa.

5. Non riesco a capire come in queste prime fasi l’universo sia riuscito a espandersi: la curvatura dello spazio doveva essere infinita anche prima della creazione della materia
barionica perché anche l’energia curva lo spazio.

Ribadisco che la gravità è la più debole dell forze e che le altre hanno prevalso. Non pensiamo poi che nell'universo primordiale, così denso di energia, le leggi della fisica fossero identiche a quelle attuali.
Abbiamo difficoltà a capire cosa accade nei BN (e infatti parliamo di singolarità in senso matematico, cioè di uno stato che non riusciamo a calcolare), figuriamoci se non ci sono problemi ad applicare la fisica che conosciamo all'universo primordiale...

6. Tutto ciò mi fa venire in mente l’ipotesi dei buchi bianchi, finora mai trovato un solo, la materia che passa un orizzonte degli eventi potrebbe finire in un “tunnel” e spurgare fuori in
un’altra parte dell’universo o addirittura in un altro universo, ma come potrebbe uscire se la curvatura è infinita?

Qui ti invito a leggere gli articoli già presenti sul sito, sono molto chiari.

7. Mi chiedo anche come si possano sapere così tanti dettagli del big bang e nulla su ciò che avviene in un buco nero quando si tratta sempre di due singolarità.

Come detto prima, ci sono alcune cose che non si capiscono e che non possiamo capire. Altre sono abbastanza banali e derivano da semplici considerazioni su com'è l'universo ora e come doveva essere all'inizio pre dare luogo a questo universo.

Non illudiamoci comunque di aver capito tutto o di avere un quadro completo sull'origine dell'univeso. Ci sono tante cose da capire e sorprese in vista (Webb ci sta già dando molto da pesare e rivedere, altre novità ci arriveranno da LHC e simili).

Il futuro ha in serbo molte sorprese, magari addirittura un ribaltamento di quello che ci sembra di sapere...

[mario26c]

Ciao!
Intanto ti dico subito che più ci si avvicina al Big Bang, più quei numeri (ad esempio la durata delle varie epoche) sono incerti perché iniziano a dipendere dai modelli che si utilizzano per descrivere la realtà a quelle scale di energia e densità (modelli che diventano sempre più incerti soprattutto per epoche precedenti all'inflazione).
Inoltre la fisica che conosciamo al massimo può provare a descrivere l'Universo fino al cosiddetto tempo di Planck (10-43 s dopo il Big Bang), quando i fenomeni della gravità quantistica diventano rilevanti e non abbiamo ancora una teoria fisica adatta a descriverli. Il Big Bang di fatto non possiamo descriverlo con le conoscenze attuali.

Detto questo, si pensa che prima dell'inflazione e dopo il tempo di Planck, l'universo fosse già permeato da particelle ma ovviamente si trovavano in condizioni di densità e temperatura talmente alte che, come dicevo prima, ci è difficile descriverle con certezza (si parla di "era della grande unificazione" o "GUT", ma anche in questo caso una teoria solida della GUT non sembra ancora esserci). Tutte le particelle che erano presenti nell'Universo si pensa siano state diluite dall'inflazione a livelli quasi inosservabili ad oggi. Inoltre, in base al modello fisico scelto, l'epoca dell'inflazione stessa può essere avvenuta prima o a ridosso della cosiddetta era elettrodebole (come ti dicevo intorno a quelle primissime epoche i numeri riportati vanno presi un po' con le pinze). Sicuramente sappiamo descrivere bene ciò che è accaduto dall'epoca elettrodebole in poi.

Il fatto che l'Universo durante l'inflazione si espandesse ad una velocità super-luminale non è incompatibile con il fatto che le particelle si muovessero a velocità minori.
Inoltre, se vogliamo dirla tutta, non ha senso parlare di velocità di espansione (è più corretto parlare di "tasso di espansione"). Infatti in ogni istante di tempo (anche oggi) la velocità con cui ci appaiono allontanarsi le galassie da noi cresce man mano che aumenta la loro distanza da noi. Detta in altre parole anche oggi ci sono zone di universo molto distanti che si allontanano da noi a velocità maggiore di quella della luce (durante l'inflazione il tasso di espansione era così elevato che anche zone molto vicine dello spazio si allontanavano tra di loro a velocità super-liminali) ma non c'è nulla di strano in tutto questo e ciò non va contro la relatività. La materia non può muoversi NELLO spazio a velocità maggiore di quella della luce ma LO spazio tra la materia può espandersi al ritmo che vuole.

Inoltre quella dimensione dell'Universo che leggi su Wikipedia, è la dimensione del cosiddetto "Universo osservabile" (ad oggi ha un raggio di circa 46.5 miliardi di anni luce). Oltre quel raggio però c'è dell'altro universo! L'Universo non è da immaginare come una sfera che si espande o come un palloncino. Anzi le nostre osservazioni indicano che l'Universo addirittura è infinito, quindi quei valori di raggio servono solo a far capire di quanto cresceva la porzione di Universo che noi osserviamo oggi a causa dell'espansione (in realtà non è specificato come quel valore sia stato calcolato, ma penso sia semplicemente da immaginare come "quale era la distanza di due zone dello spazio poste agli estremi dell'Universo osservabile al variare del tempo nelle varie epoche"). Ma ripeto, l'Universo non finisce all'improvviso, non c'è alcun bordo.

Anzi, proprio perché l'Universo non è da immaginare come una palla di materia che era iperconcentrata al momento del Big Bang, l'analogia con i buchi neri non ha molto senso. Un buco nero si forma quando una grande quantità di energia (e quindi anche massa) viene concentrata in una piccola porzione di spazio, all'epoca non c'era alcuna zona di Universo preferita in cui la materia poteva concentrarsi di più e collassare rispetto ad altre zone, era tutto più o meno un plasma omogeneo (di estensione infinita per quanto ne sappiamo). Di conseguenza anche se più si va indietro nel tempo e più quel plasma era denso, non aveva zone privilegiate dove addensarsi e collassare, essendo ogni zona dello spazio permeata nello stesso modo da una grande densità di plasma, non poteva esserci alcun confinamento di plasma in una regione molto piccola. Di conseguenza nell'Universo non poteva formarsi alcun buco nero così come lo conosciamo. Lo stesso Universo nel suo intero non poteva formare un buco nero perché, ripeto, l'Universo stesso non può essere immaginato come una sfera che al Big Bang era piccolissima e densissima e che si trovava a sua volta in una zona concentrata di uno spazio più grande. In parole povere, l'Universo non era come una stella sul punto di collassare.

Ovviamente, bisogna sempre tener conto che il momento esatto iniziale di tutto non lo possiamo né descrivere matematicamente né immaginare con le conoscenze attuali. Ma sicuramente sappiamo che il Big Bang non è avvenuto come spesso viene rappresentato, e andando indietro nel tempo è vero che lo spazio era più compresso ma lo era in ogni singolo punto! Non c'era un punto privilegiato intorno cui l'Universo era più contratto (come nel caso di un palloncino).

Per dirla proprio tutta secondo alcuni modelli è possibile che l'Universo sia un "analogo in 3D" di una superficie sferica (non una sfera, ma un analogo in 3D, quindi impossibile da immaginare, perché la sua curvatura sarebbe visibile solo in una dimensione extra), ma anche in quel caso non ci sarebbe alcun bordo. In tal caso, l'espansione dell'Universo potrebbe effettivamente essere rallentata dalla grande quantità di materia presente e addirittura potrebbe essere invertita portando al cosiddetto Big Crunch, ossia una singolarità futura. Questo scenario però non è favorito dalle osservazioni sperimentali.

Anche se l'Universo nei primi istanti di vita non poteva formare un enorme buco nero, è possibile però che in quelle condizioni così estreme si possano essere formati i cosiddetti "buchi neri primordiali" (ipotesi ancora non confermata) che potrebbero essere stati i semi iniziali per la formazione dei successivi buchi neri supermassicci che osserviamo oggi al centro delle galassie (e la cui origine è ancora oggetto di indagine).

Infine, la cosa più importante è che lo spazio stesso è partito espandendosi, qualcosa che con i buchi neri non accade. Il fatto è che non sappiamo perché. La relatività generale è in grado di descrivere questa espansione, solo che le cosiddette "condizioni iniziali" (ossia il "comando" di espandersi) non è spiegato. Sappiamo che è partito così, ma non sappiamo perché, quale sia stata la "scintilla" iniziale. Esistono teorie molto speculative, come la cosiddetta "inflazione eterna" in cui si inverte l'ordine del Big Bang e dell'inflazione: secondo questo scenario l'Universo è infinito e si è sempre espanso in maniera inflazionaria (quindi ad un tasso molto alto, ecco le condizioni iniziali), lo sta ancora facendo e lo farà eternamente ed è permeato da un campo quantistico chiamato "campo dell'inflatone". In alcune zone dell'Universo l'inflazione si può fermare (a causa delle fluttuazioni quantistiche di questo campo). In questo Universo inflazionario si creano quindi in continuazione delle piccole bolle di Universo in cui l'inflazione si ferma e dove si crea localmente una condizione di altissima densità e temperatura che un'osservatore all'interno della bolla descriverebbe come un "Big Bang". Come puoi dedurre, questa teoria prevede l'esistenza di un multiverso permeato da tantissimi piccoli universi-bolla (bolle che un osservatore interno osserverebbe come infinite, lo so è difficile da immaginare ma è così...). Ma parliamo di teorie davvero speculative e difficilmente verificabili sperimentalmente.

Quindi, riassumendo, perché l'Universo è partito espandendosi? Non lo sappiamo, non sappiamo esattamente come sia partito e perché lo abbia fatto così, secondo teorie più speculative si è sempre espanso e sempre lo farà. Sappiamo però che la teoria della relatività generale non lo impedisce nonostante l'enorme densità e temperatura iniziali e che l'espansione, unita alle condizioni di omogeneità iniziali e alle dimensioni dell'Universo, costituivano condizioni diverse rispetto a quelle che portano alla formazione di un buco nero (e infatti non è collassato nulla).

Infine sul Big Bang sappiamo esattamente quanto ne sappiamo sulla singolarità al centro di un buco nero: ossia poco e niente. Tutto ciò che sappiamo descrivere è ciò che è avvenuto dopo e lo possiamo fare grazie alla relatività generale, alla meccanica quantistica e agli esperimenti che ci permettono di testare queste teorie in condizioni molto estreme. Il fatto è che non possiamo testarle nelle condizioni simili a quelle del Big Bang e quindi di tutto ciò che riguarda la fisica di quell'evento o delle primissime epoche successive, purtroppo non ne sappiamo molto. Per dirla tutta non sappiamo nemmeno ancora al 100% (per ora) se l'inflazione sia avvenuta davvero oppure no... tante cose sembrano dirci di si, ma la prova definitiva manca.

Spero di essere stato chiaro, gli argomenti sono molto affascinanti ma anche molto complessi quindi le spiegazioni sono necessariamente semplificate. Il messaggio da portare a casa è che le condizioni dell'Universo primordiale impedivano la formazione di buchi neri all'interno dell'Universo (ad esclusione dei presunti buchi neri primordiali), e che l'Universo stesso diventasse un buco nero. Tali condizioni, tra cui il fatto che l'Universo sia partito espandendosi, e la loro origine, non hanno ancora però una spiegazione certa. Infine possiamo spingerci nel descrivere l'Universo fino a pochissimi istanti dopo il Big Bang grazie alle teorie fisiche che abbiamo e che sembrano essere le più favorite dai dati sperimentali, però tutto ciò che riguarda l'inflazione e le epoche precedenti non è ancora del tutto compreso, e il Big Bang stesso rimane qualcosa di ancora incomprensibile attualmente.
Buona giornata

[Morimondo]

L'era dell'inflazione è durata da 10^-35 s a 10^-30 questo non significa che nel mezzo non si possa dare il via all'era Elettrodebole, che anzi dovrebbe essere conseguenza proprio dell'espansione dell'universo e della diluizione dell'enregia in un volume maggiore.
Comunque sia, non bisogna scordare che l'espansione dell'universo continua ancora oggi, anzi sembra che stia accelerando.

Diciamo che il nome dell'era dipende dal fenomeno principale che si verifica, ma non è detto che nel mezzo non si verifichi altro. Non pensiamo che ci siano confini rigidi.
La classificazione serve solo a noi per comprendere il fenomeno, ma di fatto è solo una definizione a nostro comodo.

Ok Capito

E' vero che la gravità c'era già, ma la gravità è la più debole delle forze, e le altre sono prevalse. Tra l'altro, la gravità si trasmette nello spazio alla velocità della luce, ma l'inflazione creava più spazio di quello percorribile dalla gravità (gli oggetti si "allontanavano" apparentemente ad una "velocità maggiore" di quella della luce)..

Bella risposta non ci avevo pensato.

Mi andrò a cercare i post sui buchi bianchi ma a questo punto chiedo possono veramente esistere?
Se il tunnel esce in una parte dello stesso, nostro universo, ora non vi è un'inflazione che permetta la scappatoia quindi lo "spurgo" per uscire deve vincere una curva dello spazio infinita anche se dovesse uscire con la velocità della luce ammesso che ciò che esca sia ancora materia.
Debbo aver inannellato una serie di strafalcioni.
Ciao a tutti.

[Gaetano M.]

A proposito di Buchi Bianchi. L'ultimo di Carlo Rovelli, intitolato proprio Buchi Bianchi, racconta una cosa diversa dai wormhole. Da quello che ho capito, ma non ci metto la mano sul fuoco, sarebbero l'evoluzione finale. molto più piccoli, dei Buchi neri.