Concetti Chiave
- L'universo è influenzato da due forze opposte: l'attrazione gravitazionale e l'espansione del Big Bang, il cui equilibrio dipende dalla densità di massa dell'universo.
- Un universo chiuso si verifica se la massa supera quella critica, portando a una contrazione e potenzialmente a un Big Crunch, con un possibile ciclo di espansione e collasso.
- Un universo aperto si espande all'infinito se la massa è inferiore alla critica, con galassie che si allontanano e stelle che si spengono nel tempo.
- Un universo piatto si espande per sempre ma rallenta fino a una velocità costante se la massa è pari a quella critica.
- La presenza di materia oscura, che non emette radiazioni, complica il calcolo della massa totale dell'universo e potrebbe influenzare il suo destino.
Le forze dell'universo
L’universo è in continua espansione ma il suo destino è ancora oscuro; Infatti, le galassie e gli ammassi sono soggetti a due forze che si fronteggiano da quando l'universo è nato: la forza di attrazione gravitazionale, che tenderebbe a far collassare l'universo su se stesso, e la spinta di espansione del Big Bang. Quale delle due vincerà? secondo gli astrofisici dipende dalla densità, cioè da quanta massa esattamente l'universo contiene.
Destino dell'universo
Gli astronomi hanno individuato una densità critica dell'universo, e quindi una massa critica, con la quale le due forze si bilancerebbero esattamente.
Quindi, in base alla densità dell'universo si può determinare quale sia il suo destino:
• Universo CHIUSO: si avrà un universo se la massa dell'universo ha un valore superiore alla massa critica; in questo caso la forza gravitazionale sarà sufficiente a bloccare l’espansione dell’ Universo verso l’ esterno e e pian piano l'universo comincerà a contrarsi sotto l'azione della propria forza di gravitazione.
Le galassie si avvicineranno fino a fondersi tra loro, le stelle anche. Tutto l'universo, ormai composto solo di particelle atomiche e radiazione, collasserà in un unico punto, dettp big crunch. Potrebbe ripetersi il big bang e l'Universo continuerà ad espandersi e collassare.
• Universo aperto: si avrà un universo aperto se la massa dell’ Universo è minore di quella critica; in questo caso vincerà la spinta di espansione e l'universo continuerà ad espandersi per sempre. Gli ammassi di galassie continueranno ad allontanarsi e le stelle con il tempo si spegneranno.
• Universo piatto: si avrà un universo piatto se la massa dell’ universo è uguale alla massa critica; in questo caso l'espansione proseguirebbe all'infinito, ma gradualmente rallenterebbe fino a raggiungere una velocità costante.
Per capire quale dei tre modelli sia il più vicino alla realtà bisognerebbe cercare di misurare la quantità di massa e quindi la densità dell’ Univero.
Materia oscura e densità
Se sommiamo la massa di tutte le galassie che conosciamo il totale è decine di volte più piccolo rispetto la massa critica; esso sembrerebbe quindi destinato ad espandersi all'infinito. (universo aperto).Gli astronomi però hanno scoperto che intorno a molte galassie esistono degli immensi aloni di materia oscura, un tipo di materia di natura ancora ignota. Essa non emette radiazione di alcun tipo ed è stata rivelata in grandi quantità anche negli ammassi di galassie. Alcuni pensano che in totale la sua massa potrebbe essere molte volte superiore alla massa di tutta la materia visibile dell'universo, forse sufficiente per produrre un universo piatto o forse no.
Domande da interrogazione
- Quali sono le forze che influenzano il destino dell'universo?
- Cosa determina se l'universo sarà chiuso, aperto o piatto?
- Cosa accadrebbe in un universo chiuso?
- Qual è il ruolo della materia oscura nel determinare il destino dell'universo?
Le forze che influenzano il destino dell'universo sono la forza di attrazione gravitazionale, che tende a far collassare l'universo, e la spinta di espansione del Big Bang.
La determinazione se l'universo sarà chiuso, aperto o piatto dipende dalla densità dell'universo, ovvero dalla quantità di massa che esso contiene rispetto alla massa critica.
In un universo chiuso, la forza gravitazionale supererebbe la spinta di espansione, portando l'universo a contrarsi fino a collassare in un unico punto, noto come big crunch.
La materia oscura, che non emette radiazione e circonda molte galassie, potrebbe avere una massa totale superiore a quella della materia visibile, influenzando la densità totale dell'universo e quindi il suo destino, potenzialmente portando a un universo piatto.
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