Universo tesina

L’UNIVERSO E LA SUA EVOLUZIONE

L’universo ha sempre affascinato l’uomo,sin dai tempi più antichi. Per Platone,l’Universo era sferico e

finito,secondo i Maya, l’Universo era stato creato dal dio Gugumats ,Galilei fu il primo a puntare un

cannocchiale verso il cielo. Ma agli antichi cosmologi mancava un concetto fondamentale quello per cui

l’Universo ha una profondità nello spazio. Di fatto fino al XIX secolo la cosmologia ebbe come studio solo il

sistema solare. La cosmologia moderna invece studia l’origine e l’evoluzione dell’universo e dell’esistenza

di altri universi. Quindi per costruire il passato, dobbiamo partire dalle conoscenze attuali,compiendo un

percorso a ritroso nel tempo.

Le esplorazioni nello spazio furono anche al centro della sfida tra Usa e Urss durante la Guerra Fredda:esse

avviarono un programma di ricerche spaziali. Il primo lancio nello spazio fu il missile sovietico Sputnik e da

questo momento fu un continuo susseguirsi di successi fino alla conquista della Luna riportata

dall’americano Neil Armstrong il 21 luglio 1969 . Sonde, navicelle ,veicoli spaziali sono stati messi in orbita

per catturare foto e segnali;sono state costruite stazioni spaziali e organizzati viaggi. Anche il genio di

Einstein studiò il cosmo ed elaborò diverse equazioni nella Teoria Generale della Relatività.

Egli osservò il comportamento della luce , del tempo , della gravità e della materia. Egli dedusse, che il

tempo è relativo alla velocità,più si corre e più esso rallenta. Il tempo rallenta man mano che ci si avvicina ad

una grande massa(lo constatò dopo un’eclissi). Una teoria che ci porta alla conoscenza dei buchi

neri(orizzonte degli eventi) in cui il tempo è fermo. Da qui elaborò un’altra teoria, quella, che la gravità non

è una semplice forza di attrazione, ma una curvatura del tessuto spazio- temporale, sui cui sono appoggiati i

corpi e a cui è soggetta anche la luce .

L’universo è costituito da galassie,(le galassie a loro volta riunite in piccoli gruppi e grandi ammassi,sono

sistemi formati da centinaia di migliaia di stelle;a seconda della loro forma sono classificate in:ellittiche, a

spirale sbarrate e irregolari;la galassia a cui apparteniamo è la Via Lattea,di cui fa parte il Sistema solare.

Essa ha la forma a spirale ed appare come una fascia biancastra che attraversa il cielo. Contiene oltre cento

miliardi di stelle. Il suo diametro è stimato circa 100.000 anni luce.

Il centro della Via lattea si trova circa a 28000 anni luce dal sole;fino al XIX secolo, si pensava che il Sole

occupasse il centro della Galassia. Solo nel 1918 L’astronomo Shapley stabilì la collocazione periferica del

Sole e del sistema solare. Le uniche Galassie che si possono osservare ad occhio nudo, sono quella di

Andromeda, nel cielo boreale e le due nubi di Magellano,nel cielo australe. Tutte e tre fanno parte di un

grande sistema tenuto insieme dalla gravità,denominato Gruppo Locale),da buchi neri,( stelle di grande

massa all’ultimo stadio della propria vita),da nebulose ,( grandi nubi di gas e polveri);da materia cosmica

invisibile diffusa negli spazi intergalattici e da energia. Il Gruppo Locale non ha centro né periferia e il suo

aspetto sembra uguale in qualunque direzioni si osservi.

Secondo la teoria cosmologica,quella del Big Bang,l’universo sarebbe nato da una grande esplosione

avvenuta 14 miliardi di anni fa ,da un punto iniziale(atomo primordiale),in cui era concentrata tutta

l’energia,nelle prime frazioni di secondo l’energia si sarebbe convertita in materia. La materia proiettata

nello spazio,si sarebbe poi via,via aggregata, raffreddata e separata in nubi di gas in espansione, nuclei delle

future galassie;in seguito all’interno di queste si sarebbero formati ,per collasso gravitazionale della materia

gassosa,agglomerati di stelle. Man mano che il tempo passava ,il cosmo si raffreddava,finché lo spazio

divenne scuro. Secondo il modello tradizionale proposto dalla teoria del Big Bang l’universo dovrebbe avere

un’espansione decelerante nel tempo;mentre un’altra teoria ipotizza che l’universo abbia attraversato un

periodo rapido ed accelerante,dovuto all’energia del vuoto. Nel 1929 ,le misurazioni eseguite dall’astronomo

Hubble ,indicarono uno spostamento verso il rosso della luce emessa dalle galassie:questo fenomeno indica

che tutte le galassie si stanno allontanando e accelerando e dunque l’universo sta cambiando. Egli dimostrò

anche che la velocità di allontanamento è proporzionale alla loro distanza e nel 1929 pubblicò la legge che

porta il suo nome. Secondo i calcoli degli scienziati, si ottiene una distanza di circa 14 miliardi di anni luce,

cioè l’età dell’universo (dimensione temporale) e da allora il processo continua.

Ad usare il termine Big Bang, fu Gamow nel 1946 ,il quale formulò la teoria di un universo in

espansione:questa teoria fu suggellata sia dalla legge di Hubble che dalla presenza di una radiazione cosmica

“di fondo”(radiazione a microonde), scoperte fatte da Penzias e Wilson, che, studiando le onde radio di

provenienza cosmica ,riuscirono a captare una debole radiazione proveniente con la stessa intensità da tutte

le direzioni dello spazio,che ,essi interpretarono come radiazione fossile del Big Bang. Una radiazione

emessa quando la temperatura era di 3000 Kelvin e che poi ,a seguito dell’espansione nello spazio, è scesa a

2,7 Kelvin (l’attuale temperatura).Le ultime misure sono state effettuate dal satellite WMAP nel 2001, un

satellite che misura la radiazione cosmica. Un evento che diede inizio alla scala del tempo e dello spazio,su

cui ora l’universo si muove. In origine doveva essere concentrato in un punto , dove il tempo e lo spazio

erano pari a zero e la temperatura di miliardi e miliardi di gradi. Dopo una piccola frazione di secondo iniziò

a crescere in un miscuglio di particelle (neutroni ,protoni ,fotoni ,neutrini,elettroni) e incominciarono ad

interagire tra loro. Il tempo e lo spazio ebbero origine dalla singolarità che nelle prime infinitesimali frazioni

di secondo ,subì un’enorme espansione, a una velocità molto superiore a quella della luce,l’inflazione. Subito

dopo entrarono in gioco le forze fondamentali dell’universo: la forza gravitazionale,che regola l’attrazione

fra le masse,la forza nucleare debole,nucleare forte ed elettromagnetica. Passati alcuni secondi,l’universo

entrava nell’era della radiazione,intanto la temperatura scendeva e le particelle si aggregavano creando

quantità di deuterio ed elio. Dopo centinaia di migliaia di anni ,avveniva la ricombinazione tra protoni ed

elettroni per creare atomi di idrogeno .Finiva la storia della radiazione e cominciava l’era della materia,in cui

le particelle prendevano forma atomica e i fotoni si irradiavano in tutte le direzioni sottoforma di radiazioni

cosmiche .Dopo qualche milione di anni si erano formati i primi agglomerati di materia, che attraverso le

attrazioni di gravità, daranno vita alle proto galassie evolutesi poi in galassie,nelle quali si formeranno le

stelle e tutti gli altri corpi celesti. Bisogna precisare che :è lo spazio fra le galassie ad espandersi;non esiste

un confine , l’ espansione non avviene dentro qualcos’altro; potrebbe comunque essere infinita ;anche se

l’universo fosse infinito,potremmo vederne solo una parte :quella percorsa dalla luce in 13,7 miliardi di anni,

aumentata per l’espansione. L’universo osservabile è una regione di spazio centrata dall’osservatore ed è

quella che l’uomo può indagare. Questo è il limite imposto dal fatto che la luce, emessa dai corpi celesti,

impiega un certo tempo per raggiungere l’osservatore e non può essere superiore alla vita dell’universo.

L’universo osservabile contiene circa cento miliardi di galassie. Che forma abbia lo spazio, ancora non è

noto e forse sarà impossibile saperlo; ,comunque si fanno delle ipotesi che potrebbero essere attendibili. Per

la teoria della Relatività generale di Einstein,la materia incurva lo spazio-tempo e questa

curvatura,interpretata come gravitazione,condiziona i movimenti della materia e della luce. Per cui la