Chiedo chiarimenti sulle dimensioni del cosmo e sulla sua topologia

[Enrico Corsaro]

Ok, prima di tutto grazie per l'ottima risposta.
Poi, ho letto gli articoli che mi ha dato Red Hanuman: mi sono stati utilissimi ma avrei ancora qualche dubbio.
Ad esempio, ho capito che si fa una distinzione tra universo osservabile (sfera di hubble) e Universo "totale" (se così si può dire). Ovvero la sfera di hubble rappresenta SOLO la luce che ci ha raggiunto dal big bang, ma l'Universo si estende mooooooolto oltre questo confine.
Ora vorrei proprio capire perché oltre la sfera di Hubble vediamo la radiaz. cosmica di fondo? Se questa radiazione rappresenta l'eco del big bang, essa dovrebbe trovarsi ai bordi estremi dell'Universo "totale" e non ai bordi della sfera di hubble che invece è SOLO una piccolissima porzione di spazio.
Non so se ho reso l'idea.

La domanda è un pò confusa per me ma credo di capire cosa vuoi dire. Vuoi capire come mai riusciamo a vedere la radiazione cosmica di fondo che è così lontana nel tempo e non riusciamo a vedere invece altre porzioni di Universo?
La risposta è semplice.
La radiazione cosmica di fondo corrisponde ad un periodo in cui l'Universo aveva una età di circa 340 mila anni (secondo i dati più recenti di Planck) ed è caratterizzata da una diminuzione della densità e temperatura, tale da permettere ai fotoni di non essere più assorbiti dalle stesse molecole presenti nel plasma primordiale. Questa radiazione permea tutto l'Universo in modo globalmente omogeneo e isotropo, il che significa che la vedi ovunque a prescindere da dove ti trovi e da qualunque direzione tu osservi...è qualcosa di caratteristico del nostro Universo.
Perchè allora non riusciamo a vedere altre porzioni di Universo? Perchè a causa dell'inflazione cosmica l'Universo si è espanso così velocemente da non permettere alla luce stessa di colmare tutte le distanze. Vale a dire che ci sono regioni che tra loro non riescono ancora a vedersi semplicemente perchè all'epoca dell'inflazione si sono allontanate troppo velocemente. Questo non incide sulla radiazione cosmica di fondo che di per sè è una "proprietà" presente ovunque. Non è presente ovunque invece una stella singola, o una galassia, che se si è formata in una porzione troppo lontana, e che pertanto non ci è ancora visibile.
Spero questo sia chiaro .

In secondo luogo leggo negli articoli frasi come "non regolarità di variazione della costante di Hubble durante le varie fasi evolutive" e anche "H varia col tempo e non sappiamo nemmeno se l’espansione accelera veramente oppure no".
Ma come è possibile che H varia nel tempo? Come facciamo a dirlo? Cosa significa che non sappiamo nemmeno se l'espansione sta accelerando?

La costante di Hubble è una funzione del tempo. Questo è un dato osservato e ben noto. Perchè è funzione del tempo? Perchè la costante di Hubble ti dice il tasso di espansione dell'Universo man mano che l'Universo si evolve. Il perchè il tasso di espansione possa cambiare è legato al bilancio di forze in gioco nel regolare l'espansione, ovvero la forza di gravità che tende a rallentarla e la cosiddetta energia oscura, che invece funge da antigravità. Nel corso dell'evoluzione dell'Universo, a seconda della distribuzione di materia al suo interno, alla densità della stessa e al suo rapporto con l'energia oscura, l'espansione è variata, divenendo adesso più veloce a causa di una maggiore dominazione dell'energia oscura rispetto alla materia.

Poi leggo: "Universo come un immenso buco nero. La sfera di Hubble rappresenta in qualche modo un orizzonte degli eventi, in quanto è il limite corrispondente a un valore della velocità di espansione uguale a quello della velocità della luce. Noi saremmo al suo interno. Tuttavia, ogni punto dell’Universo avrebbe un suo orizzonte degli eventi. Si potrebbe anche considerare, in un metrica più complessa, anche questo particolare orizzonte globale."
Cosa significa? D'accordo che oltre la sfera di hubble la luce per noi scompare come entrasse in un orizzonte degli eventi, ma oltre questo non riesco a vedere il nesso tra il nostro universo ed un buco nero.
C'è un modo per spiegarmelo?

Grazie

Non sovrainterpretare questa parte perchè francamente non ha un reale riscontro fisico ed è principalmente una analogia per farti capire meglio il concetto di "causalmente connesso". In parole più semplici il senso è questo:
quando consideri una porzione di Universo e un buco nero, tutto ciò che c'è all'interno dell'orizzonte degli eventi del buco nero non è causalmente connesso con ciò che sta al di fuori, ovvero non risente, nè vede, cioè che avviene al di fuori. In maniera analoga, quello che succede in una porzione di universo non risente di ciò che avviene in un'altra porzione di universo che non è visibile. La radiazione elettromagnetica è il principale strumento di propagazione dell'informazione e se non la riceviamo in alcun modo, siamo e rimaniamo all'oscuro di tutto.