Concetti Chiave
- L'universo è in espansione grazie a una spinta iniziale del Big Bang, ma il suo destino dipende dall'equilibrio tra la forza gravitazionale e la densità di massa presente.
- Esistono tre scenari possibili per il destino dell'universo: chiuso, aperto e piatto, determinati dalla massa totale rispetto alla massa critica.
- In un universo chiuso, la massa supera la massa critica, portando a una contrazione finale nota come big crunch.
- Un universo aperto continua ad espandersi indefinitamente, mentre un universo piatto raggiunge una velocità costante di espansione.
- La materia oscura, invisibile e abbondante intorno alle galassie, potrebbe influenzare la massa totale dell'universo e il suo destino, rendendo le attuali stime incomplete.
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.
Qual è il 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 l'espansione dell'universo?
- Qual è il destino dell'universo in base alla sua densità?
- Cosa si intende per materia oscura e qual è il suo ruolo nell'universo?
- Perché la massa totale delle galassie conosciute è insufficiente rispetto alla massa critica?
L'universo è soggetto a due forze principali: la forza di attrazione gravitazionale, che tende a farlo collassare, e la spinta di espansione del Big Bang. La prevalenza di una delle due forze dipende dalla densità dell'universo.
Il destino dell'universo può essere classificato in tre modelli: universo chiuso (massa superiore alla massa critica, collasso), universo aperto (massa inferiore alla massa critica, espansione infinita) e universo piatto (massa uguale alla massa critica, espansione che rallenta fino a una velocità costante).
La materia oscura è un tipo di materia di natura ignota che non emette radiazione e si trova in grandi quantità intorno alle galassie. La sua massa potrebbe essere molte volte superiore a quella della materia visibile, influenzando così la densità dell'universo e il suo destino.
La massa totale delle galassie è decine di volte più piccola rispetto alla massa critica, suggerendo un universo aperto. Tuttavia, la presenza di aloni di materia oscura potrebbe aumentare la massa totale dell'universo, rendendo possibile un universo piatto o chiuso.
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