Tesina terza media sull'Universo

L’universo

Ricerca d’esame di scienze

Davide Santarella

Scuola Olga Leopoldo Jona IIIC

Anno scolastico 2012/2013

L’Universo

L'universo viene comunemente definito come tutto ciò che esiste, i pianeti, le stelle, le

galassie, il contenuto dello spazio intergalattico. L'osservazione scientifica

dell'Universo, la cui parte osservabile ha un diametro di circa 93 miliardi di anni luce,

suggerisce che l'Universo sia stato governato dalle stesse leggi fisiche durante la

maggior parte della sua storia, questo ci permette di poterlo studiare e di poter

paragonare tra loro diversi corpi celesti situati in punti molto distanti tra loro. La teoria

del Big Bang è il prevalente modello cosmologico che descrive lo sviluppo iniziale

ed sia costituito

dell'Universo; si calcola che si sia verificato 13,798 miliardi di anni fa,

per il 4,9% di materia ordinaria, per il 26,8% di materia oscura e per il 68,3% energia oscura.

Le osservazioni hanno dimostrato che l'Universo sembra espandersi a un ritmo sempre

crescente, e una serie di modelli sono sorti per prevedere il suo destino finale.

Esistono anche teorie nelle quali cosmologi e fisici suggeriscono che il nostro universo

sia solo uno tra i molti universi che possono esistere (teorie del multi universo).

Secondo il modello scientifico prevalente dell'universo, conosciuto come

modello del Big Bang, l'universo ha cominciato ad espandersi da una fase

estremamente calda e densa chiamata epoca di Planck, in cui era concentrata

tutta la materia e l'energia dell'universo osservabile. Dall'epoca di Planck,

l'universo si è espanso fino alla sua forma attuale attraversando 8 ere

successive alla prima epoca, queste sono state così divise per le loro

caratteristiche; una cosa interessante da notare è che esse cambiano in

pochissimo tempo, infatti la seconda era dopo il Big Bang (l’era

dell’inflazione) dista dallo stesso Big Bang solo 1 centimiliardesimo di

yoctosecondo (10 secondi) questo vuol dire che diverse caratteristiche

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significative sono cambiate in una porzione infinitamente piccola di tempo. Non

ho citato a caso questa era, infatti ci fu una rapida e drastica espansione

dell'Universo; l'energia sotto forma di radiazione liberata diede origine a coppie

particella-antiparticella, che si annichilirono istantaneamente. Tuttavia ci fu un

leggero eccesso nella produzione di particelle rispetto alle antiparticelle,

eccesso responsabile della materia presente nell'Universo attuale.

Diverse misurazioni sperimentali indipendenti supportano questa teoria di

espansione metrica dello spazio e, più in generale, la teoria del Big Bang.

Osservazioni recenti indicano che questa espansione stia accelerando a causa

della energia oscura, e che la maggior parte della materia nell'universo

potrebbe essere in una forma che non può essere rilevata dagli strumenti

attuali, e che quindi non viene conteggiata nei modelli attuali dell'universo,

ostacolando le nostre previsioni sul destino ultimo dell'universo. Questa forma

di materia è stata denominata materia oscura. La materia oscura interagisce

con il campo gravitazionale come la materia ordinaria, e quindi agisce in modo

da rallentare l'espansione dell'universo; al contrario, l'energia oscura

accelera la sua espansione.

Le quattro grandezze dell’Universo e i viaggi nel

tempo

In fisica per spaziotempo si intende la struttura quadridimensionale

dell'Universo. Esso è composto da quattro dimensioni: le tre dello spazio

(lunghezza, larghezza e profondità) e poi ce n’è un’altra inserita da Albert

Einstein: il tempo. Questa quarta dimensione, al contrario di come molti

pensano, non è uguale in ogni parte dell’universo infatti anch’essa è soggetta a

gravità, se per esempio si andasse vicino a un buco nero (oggetto celeste con

una grandissima forza gravitazionale) si potrebbe notare che il tempo passa più

lento. Se si considerano le cose da questo punto di vista si potrebbe anche

pensare a un viaggio nel tempo verso il futuro, infatti se in un ipotetico futuro

l’uomo fosse capace di costruire un mezzo con il quale andare fino al buco nero

più vicino a noi (in questo caso quello che si trova al centro della nostra

galassia, la Via Lattea) per poi girarci attorno per ad esempio una settimana gli

astronauti una volta tornati sulla Terra troverebbero un mondo molto cambiato;

infatti se per loro fossero passate solo poche settimane per gli abitanti della

Terra, invece, potrebbero essere passati diversi anni. Visto che parliamo dei

viaggi nel tempo è comunque meglio chiarire che, al contrario di quelli nel

futuro, i viaggi nel passato sono probabilmente impossibili perché si

violerebbero diverse leggi fisiche che regolano il nostro mondo (una è, ad

esempio, quella che dice che l’effetto viene sempre dopo la causa e che non

può mai avvenire il contrario).

Da cosa è formato l’Universo?

L'universo è immensamente grande, forse di volume infinito. Si calcola che sia

formato per il 4,9% di materia ordinaria, per il 26,8% di materia oscura e per il 68,3% energia

Ci sono probabilmente più di 100 miliardi (10 ) di galassie nell'universo

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oscura.

osservabile e uno studio stima il numero di stelle dell'universo osservabile in

300.000 trilioni (3×10 ).

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Come finirà