{"id":112167,"date":"2024-12-16T00:02:00","date_gmt":"2024-12-15T23:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=112167"},"modified":"2024-12-16T07:27:29","modified_gmt":"2024-12-16T06:27:29","slug":"orig-univ-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/112167","title":{"rendered":"Dal Big Bang agli universi paralleli"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>\n

.<\/span><\/p>\nlivello medio<\/span><\/a>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO: ASTRONOMIA E ASTROFISICA<\/strong><\/span>
PERIODO: XX – XXI SECOLO<\/strong><\/span>
AREA: DIDATTICA<\/strong><\/span>
parole chiave: teorie sull’universo, Big Bang<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

Da diversi decenni i fisici tentano di dare una risposta alla domanda principale: perch\u00e9 esiste l\u2019Universo. <\/strong><\/span>Nonostante i progressi del pensiero scientifico non si \u00e8 ancora giunti ad una risposta condivisa e continuano a valere le pi\u00f9 accreditate ipotesi. L\u2019argomento \u00e8 certamente complesso ma cercher\u00f2 di sintetizzare le teorie pi\u00f9 accreditate.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Rappresentazione artistica che illustra l’espansione di una porzione di un universo bidimensionale. Secondo il modello del Big Bang l’universo si espanse da uno stato iniziale estremamente denso e caldo e continua a espandersi tutt’oggi<\/strong><\/span> Universe expansion-it – File:Universe expansion2.png – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

Teoria del Big Bang<\/strong><\/span><\/p>\n

E\u2019 sicuramente la teoria pi\u00f9 nota e condivisa sulla creazione dell\u2019universo che ipotizza che abbia avuto origine da uno stato estremamente caldo e denso circa 13,8 miliardi di anni fa che port\u00f2 al Big Bang 1<\/span><\/sup><\/strong> . Ci\u00f2 che va compreso \u00e8 che, in realt\u00e0, il Big Bang non indica una esplosione \u201cnello\u201d spazio ma \u201cdello spazio\u201d stesso<\/strong><\/em> <\/span>poich\u00e9 da questo enigmatico evento iniziale si sarebbero originati, oltre lo spazio, anche il tempo, la materia e l\u2019energia. In parole semplici, inizialmente tutto lo spazio, la materia e l\u2019energia erano concentrati in un singolo punto (singolarit\u00e0), e da l\u00ec si espansero rapidamente, dando origine all\u2019universo che conosciamo oggi.<\/p>\n

Il Big Bang<\/strong> <\/span>ha lasciato, come testimonianza della sua esistenza, una radiazione fossile<\/span><\/strong> che permea tutto l\u2019universo, la pi\u00f9 antica immagine dell\u2019universo che noi possiamo osservare direttamente e che rappresenta il residuo, ormai raffreddato, dell\u2019elevata energia liberata dal Big Bang. Questa radiazione<\/span> risale a circa 380 mila anni dopo il Big Bang<\/span><\/strong>, quando la luce si separ\u00f2 dalla materia elementare e cominci\u00f2 a propagarsi nello spazio. Prima d\u2019allora esisteva una “nebbia” impenetrabile composta da particelle elementari di ogni tipo, che impediva alla luce di avere un\u2019esistenza propria, e a noi di vedere direttamente l\u2019atto di nascita dell\u2019universo. E\u2019 importante comprendere che il Big Bang \u00e8 attualmente la teoria predominante sostenuta dalla maggior parte degli scienziati, che viene supportata da una vasta gamma di evidenze osservative, come la radiazione cosmica di fondo, la distribuzione delle galassie e le misure della composizione chimica dell\u2019universo.<\/p>\n

Tuttavia, la ricerca in fisica cosmologica \u00e8 ancora in corso, e nuove teorie e scoperte possono emergere in futuro.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Una rappresentazione grafica dell’espansione dell’universo, in cui due dimensioni spaziali non sono rappresentate. Le sezioni circolari della figura rappresentano le configurazioni spaziali in ogni istante del tempo cosmologico. La variazione di curvatura rappresenta l’accelerazione dell’espansione, iniziata a met\u00e0 dell’espansione e tuttora in corso. L’epoca inflazionaria \u00e8 contraddistinta dalla rapidissima espansione della dimensione spaziale sulla sinistra. La rappresentazione della radiazione cosmica di fondo come una superficie, e non come un cerchio, \u00e8 un aspetto grafico privo di significato fisico. Analogamente in questo diagramma le stelle dovrebbero essere rappresentate come linee e non come punti.Linea temporale della radiazione di fondo.png – Wikimedia Commons<\/a><\/span><\/strong><\/p>\n

Teoria dell\u2019inflazione cosmica<\/span>
<\/strong><\/p>\n

Questa teoria suggerisce che poco dopo il Big Bang, l\u2019universo sub\u00ec un periodo di espansione estremamente rapida, <\/span><\/strong>noto come <\/span>inflazione cosmica<\/span><\/strong>, che dur\u00f2 soltanto una piccolissima frazione di secondo. L\u2019espansione ag\u00ec come un enorme microscopio che ingrand\u00ec ci\u00f2 che era successo durante quella frazione di secondo.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Espansione accelerata dell’universo, Big Bang-inflazione (linea temporale dell’universo)<\/span><\/strong>Accelerated Expansion of the Universe, Big Bang-Inflation.jpg – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

Utilizzando la fisica classica, a noi pi\u00f9 comprensibile, l\u2019evoluzione dell\u2019Universo inflazionario \u00e8 omogenea ed ogni punto spaziale evolve esattamente nello stesso modo. La fisica quantistica introdusse invece una incertezza nelle condizioni iniziali per i diversi punti spaziali che avrebbe causato minuscole fluttuazioni quantistiche che potrebbero essere state amplificate dal periodo di inflazione. Secondo questa teoria, la densit\u00e0 della materia varierebbe leggermente da un luogo all\u2019altro nell\u2019Universo e la forza di Gravit\u00e0 avrebbe fatto si che regioni pi\u00f9 dense abbiano iniziato a contrarsi portando alla formazione delle galassie. Questa teoria risolverebbe alcuni aspetti della teoria del Big Bang, spiegando l\u2019uniformit\u00e0 dell\u2019universo su grande scala.<\/p>\n

Teoria dello stato stazionario<\/span>
<\/strong><\/p>\n

Un’altra teoria, quella dello stato stazionario,\u00a0proposto nel\u00a01948\u00a0da\u00a0Fred Hoyle,\u00a0Hermann Bondi,\u00a0Thomas Gold\u00a0come alternativa alla teoria del\u00a0Big Bang,<\/i> ipotizza che l\u2019universo non abbia avuto un inizio singolare come il Big Bang, ma sia sempre esistito in uno stato stazionario.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

teoria dello stato stazionario confrontata con quella del Big Bang<\/strong><\/span>Big Bang and Steady-State Theory.png – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

In pratica, secondo questa teoria, la materia si creerebbe costantemente per compensare l\u2019espansione dell\u2019universo in modo che le condizioni complessive possano rimanere stabili nel tempo.\u00a0<\/p>\n

Teoria del ciclo cosmico, Loop Quantum Gravity (LQG).\u00a0<\/span>
<\/strong><\/p>\n

La gravit\u00e0 quantistica a loop fa parte di una famiglia di teorie della gravit\u00e0 canonica quantistica. <\/i>In\u00a0parole pi\u00f9 semplici \u00e8 una teoria quantistica della gravit\u00e0 nella quale lo spazio reale in cui accadono i fenomeni fisici, o\u00a0eventi, \u00e8\u00a0quantizzato Possiamo quindi immaginare un universo costituito da anelli (in inglese loop<\/i>) delle dimensioni infinitesime di 10\u221235<\/sup> metri, ossia dieci miliardesimi di miliardesimi di miliardesimi di nanometri. Questi anelli possono contenere una certa quantit\u00e0 di energia che non pu\u00f2 mai diventare infinita come in una singolarit\u00e0 gravitazionale. Questa teoria conserva gli aspetti fondamentali della relativit\u00e0 generale, come ad esempio l’invarianza per trasformazioni di coordinate, e allo stesso tempo utilizza la quantizzazione dello spazio e del tempo.\u00a0<\/p>\n

Il punto di partenza di questa teoria nacque dal tentativo di conciliare il modello standard del Big Bang (relativit\u00e0 generale di Einstein) con la meccanica quantistica, ipotizzando che esistano continue contrazioni dell’universo come in una gigantesca molla, che si contrae e si espande infinite volte, rimbalzando ogni volta che collassa su se stessa, dando cos\u00ec luogo ad una nuova espansione.<\/span> <\/strong>Dopo un\u2019espansione dell\u2019universo, seguirebbe una contrazione, che porterebbe a un nuovo Big Bang e un nuovo ciclo.<\/p>\n

Teoria delle stringhe e cosmologia brane
<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n

Una teoria molto interessante \u00e8 la teoria delle stringhe (string theory o \u201cteoria delle corde\u201d)<\/strong> che ipotizza un quadro teorico nel quale le particelle puntiformi\u00a0sono sostituite da oggetti uno-dimensionali chiamati\u00a0stringhe<\/span><\/strong>, caratterizzati da determinati \u201cmodi di vibrazione\u201d. La teoria descrive come le stringhe si propaghino nello spazio e nel tempo, interagendo tra loro, e le particelle elementari siano assimilabili a piccole cordicelle interagenti che si muovono nello spazio, mantenendo l\u2019idea newtoniana di spazio-tempo e quindi non incorporando fino in fondo la gravit\u00e0 generale. Questa teoria rappresenta una teoria unificata di tutte le forze esistenti tra le particelle.<\/span><\/span>
<\/em><\/span><\/strong><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Brane parallele a 3 dimensioni (d-brane) composte da brane a 2 dimensioni (p-brane) a loro volta contenenti le stringhe; nella figura, una stringa collega le due brane che possono accidentalmente collidere – autore<\/span> Rogilbert<\/span><\/strong> D3-brane et D2-brane.PNG – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

Una teoria molto interessante \u00e8 la teoria delle stringhe\u00a0(string theory<\/em>,\u00a0o\u00a0\u201cteoria delle corde\u201d)<\/span> <\/strong>che ipotizza un quadro teorico nel quale le particelle puntiformi\u00a0sono sostituite da oggetti uno-dimensionali chiamati\u00a0stringhe<\/span><\/strong>, caratterizzati da determinati \u201cmodi di vibrazione\u201d. La teoria descrive come le stringhe si propaghino nello spazio e nel tempo, interagendo tra loro.\u00a0La teoria delle stringhe ipotizza che le particelle elementari siano assimilabili a piccole cordicelle interagenti che si muovono nello spazio, mantenendo l\u2019idea newtoniana di spazio-tempo e quindi non incorporando fino in fondo la gravit\u00e0 generale.<\/span> Di<\/strong> contro questa teoria rappresenta una teoria unificata di tutte le forze esistenti tra le particelle. <\/span><\/strong>A scale di distanza maggiori della sua lunghezza, la stringa \u00e8 assimilabile ad una particella ordinaria, con massa, carica e le altre propriet\u00e0 determinate dal suo modo di vibrazione.<\/p>\n

Poich\u00e9 una di questi corrisponde al gravitone<\/span><\/strong>, l\u2019ipotetica particella mediatrice della\u00a0gravit\u00e0, la teoria delle stringhe pu\u00f2 considerarsi una teoria di gravit\u00e0 quantistica. In questo contesto, alcune versioni della teoria delle stringhe suggeriscono l\u2019esistenza di altre dimensioni ed oggetti chiamati brana<\/span>, <\/span>entit\u00e0 elementare che <\/span><\/strong>pu\u00f2 avere qualsiasi numero di dimensioni<\/span><\/strong>, <\/strong><\/em>un oggetto dinamico che si propaga nello spazio-tempo, potenzialmente dotato di un\u2019energia e di altre propriet\u00e0 fisiche, come una carica elettrica. Una brana pu\u00f2 essere tridimensionale o anche pi\u00f9 e con una quantit\u00e0 sufficiente di energia potrebbe ingrandirsi a dismisura raggiungendo persino le dimensioni dell\u2019universo.<\/p>\n

Questo concetto complesso ha rivoluzionato il concetto delle stringhe<\/span><\/strong> e della cosmologia moderna che si \u00e8 evoluta nella cosiddetta \u201cM teoria<\/strong><\/span>\u201d o \u201c<\/em>teoria delle membrane<\/strong><\/span>\u201d. <\/em>Per indicare la dimensionalit\u00e0 della brana si scrive p<\/em>-brana, dove p<\/em>\u00a0\u00e8 il numero di dimensioni. In particolare:<\/p>\n

0-brana<\/strong><\/span> \u00e8 priva di dimensione e corrisponde a una\u00a0particella puntiforme;<\/p>\n

1-brana<\/strong><\/span> \u00e8 monodimensionale e corrisponde a una\u00a0stringa, che pu\u00f2 essere aperta o chiusa;<\/p>\n

2-brana<\/strong><\/span> ha due dimensioni e corrisponde a una \u201cmembrana\u201d;<\/p>\n

e cos\u00ec di seguito.<\/p>\n

La cosmologia brane<\/span><\/strong> propone che l\u2019universo visibile sia una brana in un universo multidimensionale e che le collisioni tra brane possano aver dato origine al Big Bang, a causa della collisione di due membrane multidimensionali in un modello ciclico dell\u2019Universo. Secondo questa ipotesi, a un determinato istante, prima del Big Bang, due brane giganti, rappresentanti due universi paralleli, cominciarono ad avvicinarsi, fluttuando nello spazio multidimensionale, fino a collidere. L\u2019energia liberatasi dalla collisione provoc\u00f2 il Big Bang, creando l\u2019espansione della \u201cbrana-universo\u201d e riscaldando tutte le particelle ad altissima temperatura.<\/p>\n

In estrema sintesi, la\u00a0teoria delle stringhe<\/span><\/strong> \u00e8 uno scenario teorico con l’intento di <\/span>unificare la meccanica quantistica e <\/span> la relativit\u00e0 e che si basa su un’ipotesi fondamentale ovvero che <\/span>materia, energia, <\/span><\/strong><\/span> spazio e tempo<\/span><\/strong>, sono in realt\u00e0 manifestazioni <\/span> diverse di un\u2019unica entit\u00e0 primordiale nota come <\/span> stringa (p-brane)<\/span><\/strong>. <\/span><\/p>\n

Come preannunciato l’argomento \u00e8 molto complesso e richiede una notevole astrazione dalla realt\u00e0 ma la fantasia umana non ha limiti.

Vincenzo Popio<\/span><\/strong>

Note\u00a0<\/span><\/strong><\/p>\n

1 Curiosamente, il termine Big Bang (Grande botto)<\/span><\/strong> contiene una contraddizione poich\u00e9 non fu \u201cbig\u201d, dato che l\u2019Universo sarebbe di fatto emerso da una singolarit\u00e0, e nemmeno un \u201cbang\u201d dato che non c\u2019era un mezzo su cui si sarebbero potute propagare le onde sonore.<\/p>\n

.<\/span><\/p>\n

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.<\/span><\/p>\n

Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

PARTE I<\/span><\/a> PARTE II<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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