Concetti Chiave
- Il modello standard del Big Bang è utilizzato dai cosmologi per descrivere la creazione della materia e l'espansione dell'universo, risalendo a un'origine tra 15 e 20 miliardi di anni fa.
- Durante l'era di Planck, l'universo era una singolarità impossibile da descrivere con leggi fisiche, rendendo impossibile la comprensione di spazio e tempo.
- Dopo il Big Bang, in meno di un secondo, si formarono protoni, neutroni, elettroni e fotoni, ma la temperatura era ancora troppo alta per la nucleosintesi.
- Nei primi tre minuti dopo il Big Bang, iniziarono le reazioni di fusione nucleare, portando alla formazione dei nuclei atomici, ma l'universo si raffreddò troppo rapidamente per ulteriori reazioni.
- Circa 300.000 anni dopo il Big Bang, la temperatura scese sufficientemente per permettere la formazione di atomi e, successivamente, delle prime proto galassie.
Il modello standard del Big Bang
Il modello che i cosmologi utilizzano come riferimento per descrivere le modalità di creazione della materia e le fasi dell’esplosione conseguenti al Big Bang è detto modello standard. Secondo tale modello il momento in cui si è originato l’Universo è detto tempo zero e dovrebbe collocarsi tra 15 e 20 miliardi di anni fa. I cosmologi sono riusciti a ricostruire in modo abbastanza attendibile per via teorica la storia dell’universo a partire da 10 alla – 43 s dopo il tempo zero. Tra il tempo zero e 10 alla -43 s, momento definito come era di Plank, è impossibile sapere cosa sia successo, poiché l’Universo era una singolarità, un sistema che non può essere descritto con delle leggi fisiche, e per il quale è impossibile parlare di spazio e di tempo.
L'espansione dell'universo primordiale
• Al termine dell’era di Planck l’Universo aveva dimensioni infinitesimali, una temperatura dell’ordine di 10 alla 33 K e le forze fondamentali erano unificate.
• Successivamente l’universo cominciò ad espandersi e cominciarono a formarsi delle particelle.
• Poco più di un secondo dopo il Big Bang erano presenti protoni, neutroni, elettroni e fotoni. La temperatura però era ancora troppo elevata per permettere la formazione di veri e propri nuclei atomici.
• Nei tre minuti successivi iniziarono le prime reazioni di fusione e si formarono i nuclei atomici (nucleosintesi).
• Quattro minuti dopo il big Bang l’universo divenne troppo freddo per innescare nuove reazioni di fusione nucleare e la sua composizione non poté modificarsi ulteriormente.
• Nei 300.000 anni successivi proseguì l’espansione.
Formazione delle prime strutture cosmiche
• Dopo 300.000 anni la temperatura scese tanto da permettere la formazione di atomi. Cominciarono a formarsi nebulose di gas nelle quali 2 o 3 milioni di anni dopo l’origine dell’Universo si avviarono i processi di condensazione, che culminarono nella nascita delle prime proto galassie.
Domande da interrogazione
- Qual è il momento definito come "tempo zero" nel modello standard del Big Bang?
- Cosa accade nell'Universo poco dopo il Big Bang?
- Quando iniziano a formarsi le prime strutture cosmiche?
Il "tempo zero" è il momento in cui si è originato l'Universo, collocabile tra 15 e 20 miliardi di anni fa, e rappresenta una singolarità in cui non è possibile applicare leggi fisiche (testo).
Poco più di un secondo dopo il Big Bang, si formarono protoni, neutroni, elettroni e fotoni, ma la temperatura era ancora troppo elevata per la formazione di nuclei atomici (testo).
Dopo 300.000 anni dall'origine dell'Universo, la temperatura scese sufficientemente per permettere la formazione di atomi, dando inizio alla creazione di nebulose di gas e, successivamente, delle prime proto galassie (testo).
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