Chiedo chiarimenti sulle dimensioni del cosmo e sulla sua topologia

[Enrico Corsaro]

Le osservazioni dell'universo a larga scala fanno pensare che esso si sia espanso partendo da una singolarità. L'età stimata dell'universo è 13,7 miliardi di anni.
Sapendo che lo spazio si espande al doppio della velocità della luce mi aspetterei che il diametro dell'universo si aggiri intorno ai 28 miliardi di anni luce.
Eppure scopro che le stime parlano di ben altri numeri. Addirittura mi pare di aver letto che si parli di qualcosa come 90 miliardi di anni luce di diametro: forse riporto un numero errato, ma ciò che mi preme sottolineare NON è il dato in se, bensì vorrei capire le reali dimensioni del cosmo, ovvero se ha "solo" 13,7 miliardi di anni, come può il suo diametro essere di gran lunga maggiore di 28 mld di anni luce?
Che rapporto c'è tra le dimensioni del cosmo e l'inflazione cosmologica? ATTENZIONE non parlo dell'inflazione avvenuta nei primi istanti dal big bang, bensì mi pare (correggetemi se sbaglio) che alcune zone periferiche del cosmo siano ancora soggette a NUOVE ondate di inflazione. è forse questa "nuova" inflazione la spiegazione alle spropositate dimensioni del cosmo rispetto alla sua "modesta" età?
Qual è la topologia del cosmo a larga scala? Ha senso parlare di "forma" dell'universo? Mi pare che Einstein parlasse di tre-sfera, ovvero di un oggetto che contiene se stesso.
è corretto affermare: l'universo è FINITO ma ILLIMITATO?

Grazie.

Ciao, accidenti quante domande una dopo l'altra...sei sicuramente un ragazzo con grande curiosità . @Red Hanuman ti ha già fornito un bel pò di materiale su cui riflettere ma visto che mi ha taggato provo a darti qualche risposta anche io.

Le osservazioni dell'universo a larga scala fanno pensare che esso si sia espanso partendo da una singolarità. L'età stimata dell'universo è 13,7 miliardi di anni.

Tieni sempre presente, perchè i libri di scuola e gli articoli divulgativi non lo dicono, che questa età si basa su un modello specifico, noto come modello cosmologico standard, e che non è l'unico modello possibile, anche se ad oggi rimane il più accreditato.


Alla domande sulle dimensioni dell'Universo non c'è in realtà una risposta precisa, tutto dipende dai modelli che vengono presi di riferimento. La vera risposta è che non lo sappiamo, anche se si cerca di fare delle stime. Gli articoli forniti da Red ne parlano abbastanza.

Che rapporto c'è tra le dimensioni del cosmo e l'inflazione cosmologica? ATTENZIONE non parlo dell'inflazione avvenuta nei primi istanti dal big bang, bensì mi pare (correggetemi se sbaglio) che alcune zone periferiche del cosmo siano ancora soggette a NUOVE ondate di inflazione. è forse questa "nuova" inflazione la spiegazione alle spropositate dimensioni del cosmo rispetto alla sua "modesta" età?

Ritengo che il problema fondamentale sia proprio quello dell'inflazione avvenuta nei primi istanti di vita dell'Universo, secondo la teoria del Big Bang. Questo fenomeno avrebbe causato una moltitudine di conseguenze, tra cui una espansione ad una velocità ben superiore a quella che avrebbe permesso la stessa velocità della luce.

Qual è la topologia del cosmo a larga scala? Ha senso parlare di "forma" dell'universo? Mi pare che Einstein parlasse di tre-sfera, ovvero di un oggetto che contiene se stesso.
è corretto affermare: l'universo è FINITO ma ILLIMITATO?

La topologia è un concetto articolato da un punto di vista geometrico e non va confuso con la forma fisica dell'Universo. Per farla in breve, l'Universo è descritto secondo la Relatività Generale come una varietà Riemanniana a 4 dimensioni. Questo significa che è rappresentato da una sorta di tessuto, o trama, con 3 dimensioni spaziali ed una temporale che, secondo le osservazioni attuali e il modello cosmologico standard, avrebbe globalmente una geometria piatta, ovvero una geometria in cui un raggio luminoso si propaga secondo una linea retta.
Lo spazio fisico in sè invece è una sfera a 4 dimensioni, che non possiamo visualizzare poichè vi siamo immersi al suo interno e poichè percepiamo solo 3 dimensioni fisiche (spaziali) per volta.
L'Universo è da un punto di vista fisico limitato (se ha avuto una origine non può essere infinitamente grande) ma non è definibile un confine che ne delimita una sua fine, come un bordo. Sarebbe un pò come cercare di trovare un punto finale sulla superficie di una sfera, camminandoci di sopra.