L'Universo e' piatto e in continua espansione?

From: Mara <mcervin_at_tin.it>
Date: 1999/04/10

Spero non vi dispiaccia (semmai me lo dite), volevo sapere cosa ne
pensate di questo articolo dell'allegato di Repubblica Computer del
giovedi', perche' io non c'ho capito molto:
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Da allegato a Repubblica di giovedi' 8/4/99 "Computer", articolo di
Giordano Cervolani
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Teorie Rivoluzionarie
L'UNIVERSO E' PIATTO E IN CONTINUA ESPANSIONE

I risultati di tre ricerche portano a risultati strabilianti che, se
accertati, sono una vera e propria rivoluzione nella cosmologia.

Viviamo in un Universo in espansione o in contrazione? E questo Universo
e' "aperto", "chiuso" o "piatto? E' un bel rompicapo per la cosmologia,
per la scienza cioe' che studia la nascita, la struttura e le proprieta'
dell'Universo. Della natura dell'Universo se ne parla da sempre e le
questioni di natura cosmologica sono state dibattute fin
dall'antichita', certamente piu' sotto l'aspetto filosofico che
scientifico.
Oggi e' in atto una vera e propria rivoluzione in cosmologia. I
risultati di tre studi indipendenti e molto recenti portano tutti a
questa sorprendente conclusione: il nostro Universo si sta espandendo in
modo accelerato anche se non rapidamente. Ci sono molti cosmologi
moderni che sono pronti a scommettere che l'Universo e' "piatto" con una
geometria molto semplice (di tipo euclideo) e che continua ad espandersi
lentamente ma indefinitamente. E questa e' una conclusione che ben pochi
si aspettavano. Perche' se questa ipotesi fosse alla fine confermata,
noi tutti saremmo "inquilini" di un Universo che ha una massa 10-100
volte maggiore di quello visibile e di cui in buona parte non conosciamo
la natura. In altri termini se l'Universo e' "piatto" la quasi totalita'
della sua materia (fino al 99%) potrebbe essere "oscura", invisibile al
nostro sguardo e presente in forme diverse dalla materia ordinaria che
conosciamo.
Questa materia "oscura" e' rilevabile soltanto dall'attrazione
gravitazionale che essa esercita sugli oggetti celesti e dal suo effetto
sull'espansione dell'Universo. A ben pensarci non si tratta di
un'ipotesi cosi' fantasiosa. In questo Universo trovano posto infatti
circa 1000 miliardi di galassie, ognuna di loro contenente piu' o meno
100 miliardi di stelle. Ma che cosa tiene unite le stelle di una
galassia e le galassie tra loro? la materia del cosmo si comporta a
tutti gli effetti come una specie di "colla gravitazionale" che genera
un'attrazione reciproca tra le stelle e le galassie che cosi' non si
disperdono nello spazio. Ne consegue che, se ragioniamo in termini di
massa, esiste un'altra realta' certamente piu' importante che e'
sfuggita all'osservazione ottica e che convive con l'Universo luminoso.
Buon per noi che nell'ultimo mezzo secolo la tecnologia ci ha permesso
di estendere l'osservazione a tutto lo spettro elettromagnetico (dalla
onde radio all'infrarosso, dai raggi X ai raggi gamma) e che ora le
ricerche puntano decisamente ad ampliare le conoscenze sulla materia
cosmica in grado di emettere questa energia non luminosa. Certamente il
problema dell'origine e l'evoluzione dell'Universo continua ad
affascinare al punto che ancora oggi ci si chiede da piu' parti se esso
si espandera' all'infinito (Universo "aperto") o ricollassera' alla fase
iniziale (Universo "chiuso") prima cioe' della grande esplosione calda,
il Big Bang. Prima del Big Bang, tutta la materia e l'energia
dell'Universo era concentrata in un punto oltre il quale non esisteva
nient'altro, nemmeno lo spazio e il tempo.
Ed e' qui che si inserisce il modello dell'Universo "piatto" che si pone
in una posizione intermedia tra i due modelli di Universo, quello
"aperto" e "chiuso". Oggi si teorizza che appena tre atomi di idrogeno
per metro cubo sarebbero sufficienti ad arrestare l'espansione
dell'Universo. Stabilire la quantita' di materia che costituisce
l'Universo e' quindi di primaria importanza in cosmologia in quanto se
la sua densita' e' maggiore di un valore critico (densita' critica)
l'Universo e' destinato ad espandersi per sempre mentre se e' minore,
l'Universo si contrae su se stesso.
Nel modello dell'Universo "piatto", l'Universo avrebbe subito per un
brevissimo tempo all'inizio della sua vita un'enorme e rapidissima
espansione seguita da una piu' lenta espansione in cui la materia ha una
densita' uguale alla densita' critica. Ad un certo istante avvenne il
"grande scoppio". Immediatamente il concentrato iniziale di materia si
espanse in una moltitudine di particelle leggere in rapidissimo
movimento caotico ed ancora adesso continua ad espandersi come ci
conferma la costante di Hubble che e' un indicatore del tasso di
espansione.
Da questo momento, l'Universo comincia ad esistere perche' si puo'
cominciare a parlare di tempo, spazio ed evoluzione, e ovviamente di
eta' del cosmo, oggi valutabile tra 10 e 20 miliardi di anni. Gia' dopo
100 secondi dall'esplosione la temperatura era scesa al punto tale (si
parla comunque di 1 miliardo di gradi), che le particelle elementari e i
primi atomi cominciarono ad unirsi tra loro formando qua e la'
innumerevoli aggregati casuali da cui poi nasceranno le stelle e le
galassie. Ma questa materia "oscura" presente nel nostro Universo nella
stragrande quantita' (forse tra il 90 e il 99% della massa esistente) da
che cosa e' costituita? Si tratta di materia fatta di particelle note o
sconosciute al mondo della fisica che conosciamo? Un risultato
significativo e' stata la scoperta in questa materia di particelle non
ordinarie (esotiche), come i neutrini massicci.
Si tratta di particelle neutre dotate di massa (anche se piccolissima)
che interagendo pochissimo con la materia ordinaria e la radiazione
sarebbero arrivate praticamente indisturbate fino all'epoca presente.
Tutto chiaro allora? Assolutamente no, perche' il neutrino rimane
l'unica particella finora rilevata sperimentalmente all'interno di
questa materia "oscura" non ordinaria. Restano da scoprire altre
particelle piu' massicce (WIMPS, Weakly Interactive Massice Particles)
prevista da alcune moderne teorie delle particelle elementari che
potrebbero essere state create nei primissimi istanti di vita
dell'Universo. E' proprio la quantita' di materia e quindi la sua
densita' che ha implicazioni e conseguenze dirette sull'evoluzione del
cosmo. Un Universo poco denso si espandera' all'infinito e, se non molto
denso, cessera' di espandersi. Concentrare l'interesse su questa materia
equivale in definitiva prevedere quale sara' il destino dell'Universo.

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Ecco, non capisco perche', se l'universo e' piatto, la quasi totalita'
della sua materia (fino al 99%) deve essere oscura. Cosa vuol dire
esattamente "oscura"? Che non interagisce con tutta l'altra materia, nel
senso che non viene emessa alcuna radiazione elettromagnetica? Cosa vuol
dire radiazione elettromagnetica? In soldoni che viene emesso/scambiato
un fotone? Se non ricordo male e' lo scambio di fotoni a tenere uniti
gli elettroni al nucleo....ricordo male? :-(( (e lo scambio di
gluoni a tenere unito il nucleo?). No perche' ad un certo punto dice
*Buon per noi che nell'ultimo mezzo secolo la tecnologia ci ha permesso
di estendere l'osservazione a tutto lo spettro elettromagnetico (dalle
onde radio all'infrarosso, dai raggi X ai raggi gamma) e che ora le
ricerche puntano decisamente ad ampliare le conoscenze sulla materia
cosmica in grado di emettere questa energia NON luminosa*
Cosa vuol dire? :-(
E i tre atomi per metro cubo che sarebbe sufficienti ad arrestare
l'espansione del l'universo? Sembra quindi che non ci sia questa
densita' critica?

Una volta ho chiesto cosa si intendeva per universo "curvo", cioe' se
per curvo si intendeva solo che la massa curva localmente lo spazio
oppure se e' curvo nel suo complesso. Se non ricordo male mi e' stato
risposto che e' curvo in tutti e due i sensi. Adesso penso solo a "curvo
nel suo complesso"....posso dire che e' curvo nello stesso senso
che...per dire, io cammino sulla terra, mi pare piatta e invece e' curva
ad un livello cosi' grande rispetto a me che non ne avverto la
"curvita'"?........E' piu' curvo di cosi' vero? C'entra il tempo......io
lo so che non lo capiro' mai questo :-(((

Scusate il mio solito minestrone
    Ciao :-))
        Mara
Received on Sat Apr 10 1999 - 00:00:00 CEST