Lorigine dellUniverso

Il BIG BANG

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Lorigine dellUniverso Il Big Bang

Se fosse possibile ritornare indietro di alcuni milioni di anni quando ancora lo spazio non esisteva e nemmeno gli atomi, probabilmente cera soltanto una concentrazione di particelle elementari e di radiazioni, che successivamente esplodendo diede origine allo spazio con il famoso BIG BANG, termine inglese che vuol dire grande esplosione, (modello elaborato nel 1940 dal fisico americano di origine russa George Gamow, ancora oggi accettato da molti scienziati). Anche il tempo non esisteva prima del Big Bang e cominci a scorrere solo dal momento dellesplosione. Cominciarono cos ad aggregarsi atomi di idrogeno e di elio, dando luogo ad una immensa nube di gas che attraverso fusioni atomiche successive si trasformarono in atomi di carbonio, ossigeno, azoto e cos via, dando origine a stelle, pianeti e galassie ed infine agli esseri viventi.

Si tralevoluzMa che cNonostalaboratonellUniQuantitfrazioni atomichealle altreStudiandmateria nel BigdellesplA una mquando l

Una nebulosa e una galassia

ttato insomma di una grandiosa evoluzione atoione chimica che quella biologica. osa successe esattamente negli istanti iniziali?

nte sia impossibile risalire allistante zero, ri di fisica moderna sono riusciti a riprodurrverso negli attimi immediatamente successivi alla s di energie tanto elevate sono state raggiunte, in ldi secondo nei grandi acceleratori di particell vengono spinte a velocit elevatissime in modo oppure vengono lanciate contro dei bersagli fissi. o questi esperimenti stato possibile comprendein condizioni di temperature e densit elevatissim Bang. Cos si potuto capire cosa accaosione.

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inima frazione di secondo dallinizio (il cosida temperatura era altissima e superava i miliardi d

mica, che precedette sia

gli scienziati dei grandi e le condizioni esistenti ua origine. aboratorio, solo per poche e, nei quali le particelle tale da farle urtare le une

re il comportamento della e, proprio com accaduto duto poco dopo linizio

detto tempo di planck), i miliardi di gradi, valori a

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cui le leggi della fisica a noi note perdono la loro validit, cominci a separarsi la forza di gravit, seguita poco dopo dalla forza nucleare forte, due tra le forze fondamentali dellUniverso. La materia ancora non esisteva, tutto era energia. Il tempo aveva appena cominciato a scorrere, e dopo altre brevissime frazioni di secondo, lUniverso cominci ad espandersi con una rapidit mai pi eguagliata. la cosiddetta inflazione. Quasi nello stesso istante, fecero la loro comparsa la materia e lantimateria; questultima in tutto simile alla materia, ma ha la carica elettrica delle particelle atomiche opposta. Infatti mentre gli atomi normali (quelli che costituiscono la materia attualmente conosciuta) sono formati da un certo numero di protoni con carica elettrica positiva ed, eventualmente, da neutroni senza carica nel nucleo, e da un certo numero di elettroni con carica negativa che gli orbitano intorno, gli atomi di antimateria sono uguali tranne nella carica di queste particelle, che contraria (hanno cio protoni negativi ed elettroni positivi). Se nello spazio si incontrassero gli atomi di materia e di antimateria si annichilerebbero a vicenda. quanto successo nei primi istanti del Big Bang, con la trasformazione di materia e antimateria in energia pura: quark e antiquark (i primi elementi a comparire nello spazio) quando si materializzarono dallenergia, si scontrarono tra loro e si annientarono a vicenda producendo nuovamente energia. Tuttavia i quark (essendo in numero maggiore rispetto agli antiquark) riuscirono in minima quantit a sopravvivere agli scontri. Dai quark sopravvissuti deriva tutto ci che c oggi nellUniverso. Intanto il tempo passava e si separarono altre due forze fondamentali: quella elettromagnetica e quella nucleare debole. LUniverso continuava la sua espansione e la temperatura si abbassava sempre pi rendendo impossibile lesistenza dei quark superstiti allo stato libero: nacquero cos protoni e neutroni. Ed solo trascorso poco meno di un secondo dallinizio e la temperatura dellordine di decine di miliardi di gradi. Cominciarono cos a formarsi i primi nuclei atomici, quelli dellidrogeno e dellelio. E sono passati altri tre minuti. Da questo momento e per altri 3000 anni la forza di gravit continu ad agire sullenergia a causa della straordinaria densit in gioco, in quella che viene indicata come era dellenergia. Dopo circa 3000 anni, quando lUniverso si era ormai raffreddato ed espanso a sufficienza per permettere alla materia di prendere il sopravvento, la forza di gravit cominci ad agire principalmente sulla nube di gas prodotta dal Big Bang. Ebbe inizio lera della materia che dura ancora oggi. A 300000 anni dallorigine avvenne un fatto straordinario: apparve la luce. Infatti fino a quel momento materia ed energia erano cos dense che i raggi luminosi non riuscivano ad attraversarle.

Dunque, la grande esplosione iniziale, non avvenuta come un grande e spettacolare fuoco dartificio come si potrebbe immaginare. avvenuta invece nel buio pi completo, la luce comparsa soltanto molto tempo dopo. Gli scienziati ritengono di avere almeno tre prove che confermerebbero lesattezza di questa teoria. La pi sorprendente la teoria delleco del Big Bang. Il primo radio vagito del cosmo, stato intercettato quasi per caso, da due ricercatori americani, Arno Penzias e Robert Wilson (premio Nobel nel 1978) che, mentre con la loro antenna tentavano di captare una emissione radio proveniente dal centro della nostra Galassia notarono qualcosa di strano. Durante le loro osservazioni si accorsero dellesistenza di un rumore di fondo proveniente da tutto lUniverso. I due scienziati iniziarono a studiare il fenomeno ed infine scoprirono che la radiazione proveniva da ogni punto del cosmo. Avevano scoperto leco fossile del Big Bang, la cosiddetta radiazione di fondo a 3 Kelvin. Secondo le stime degli stessi scopritori, i fotoni che trasportavano tali radiazioni erano in effetti partiti quando lUniverso aveva appena 20 milioni di anni. Se fosse possibile tradurre questa radiazione in una immagine, dovremmo rappresentarla con una macchia bianca, risultante dalla somma di tutte le lunghezze donda dello spettro luminoso.

Evoluzione futura dellUniverso

Quale sar levoluzione futura dellUniverso? Alcuni astronomi ritengono che lespansione dellUniverso continuer allinfinito. Altri sostengono che lespansione si interromper quando si sar esaurita lenergia sprigionata dal Big Bang iniziale e che lUniverso comincer a concentrarsi fino ad occupare uno spazio piccolissimo come in origine: potrebbe poi avvenire un altro Big Bang e ripetersi tutto da capo. Questa teoria prende il nome di teoria dellUniverso oscillante perch prevede ripetuti cicli di espansione e di contrazione dellUniverso.

Fase di espansione

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Dallossspostamnostra. Questo salla TerrInoltre psignificaConclus Unaltranon suLUniveinfinitam

Le quasanon anconvinti

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Fase di concentrazione

ervazione della luce che ci arriva dalle varie galassie, essendo uno ento verso il rosso vuol dire che le galassie si stanno allontanando dalla

i spiega con il cosiddetto effetto Doppler: la luce di un corpo che si avvicina a appare pi azzurra, quella di un corpo che si allontana appare pi rossa. oich lo spostamento verso il rosso non lo stesso per tutte le galassie, che si allontanano a velocit diverse. ione lUniverso si sta espandendo.

teoria, detta Teoria dellUniverso aperto ipotizza che la materia presente fficiente per fermare lespansione. rso si espander allinfinito bruciando tutto il suo combustibile, diventando ente grande e freddo.

Le Quasar

r sono gli oggetti pi distanti che i telescopi riescono a scorgere. Purtroppo cora possibile osservare nei dettagli corpi cos lontani, ma gli astronomi sono che esse siano le antenate delle galassie.

Infatti si tratta di immense concentrazioni di gas con nuclei molto attivi, al cui interno avvengono fenomeni molto violenti. Osservare oggetti cos lontani significa andare indietro nel tempo fino ad unepoca sempre pi vicina al Big Bang. Se com opinione diffusa, il Big Bang ha dato origine inizialmente ad unimmensa nube di idrogeno, che poi lentamente si concentrato in condensazioni locali, allora le quasar potrebbero essere il primo stadio di tali condensazioni, ovvero la fase iniziale dellorigine delle galassie. Molte sono le quasar che sono state avvistate, sparse in tutto lUniverso, ma nessuna galassia cos antica mai stata osservata. Questo fatto avvalora lipotesi, che in unepoca cos remota, non esistevano ancora le galassie, ma solo le quasar. Le galassie pi lontane sono di forma irregolare. C tesserTra lotticasappiLe quPer oanchePerta

Due galassie

uttavia un anello mancante tra le quasar e le e spiegato con una transizione relativamente rapaltro, va ricordato, che le quasar sono in un cer: infatti noi le possiamo vedere come eranoamo nulla della loro successiva evoluzione. asar rappresentano dunque linfanzia delle attuara per le conoscenze al riguardo sono ancor contraddittorie.

nto ancora prematuro trarre conclusioni in prop

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prime galassie: questo potrebbe ida tra le due forme. to senso, una semplice illusione miliardi di anni fa, ma non

li galassie. a troppo frammentarie e talora

osito.

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BIBLIOGRAFIA Piero Angela Viaggio nel