CATASTROFI COSMICHE

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La parola universo era usata per riferirsi all’intero continuum spazio-temporale con tutta la materia e l’energia in esso contenute. La scienza che cerca di comprendere l’universo nel suo insieme, alla scala più grande possibile, è la cosmologia, che deriva da studi congiunti della fisica e dell’astronomia. I cosmologi ritenevano che non esistesse ragione scientifica per cui la regione al di fuori del nostro universo visibile dovesse essere diversa da quella all’interno e si riteneva che l’ammettere una tale diversità fosse una violazione al principio copernicano (secondo cui il nostro punto d’osservazione non è mai speciale) in quanto si ammetteva che la nostra regione potesse essere atipica. Dagli Anni ’80 in poi, però, la formulazione della teoria dell’inflazione ha portato ad un cambiamento di opinioni tra i cosmologi e ad un diverso intendimento del termine “universo” a seconda che lo usino i cosmologi osservativi o i cosmologi che si occupano prevalentemente di concetti teorici. Le due tipologie di cosmologo sono infatti molto diverse: la prima si attiene di più al metodo scientifico e considera solamente quella parte dell’intero che si riesce a vedere; la seconda, basandosi sulla fisica teorica e su alcuni assunti ricavabili anch’essi (in una certa misura) dalle osservazioni tenta comunque di scoprire l’origine (semmai ce ne sia stata una), la struttura e l’evoluzione dell’intero “universo”. La teoria dell’Inflazione (capace di spiegare molti degli attuali misteri relativi al cosmo) cambiò le opinioni dei cosmologi perché presuppone un aumento abnorme delle dimensioni dell’universo nelle sue prime fasi. Regioni quasi, ma non del tutto, totalmente prive di irregolarità perché molto piccole, e quindi capaci di appianare i loro “disequilibri” interni grazie ad un rapidissimo scambio di energia (vedi anche Secondo principio della termodinamica), in brevissimo tempo hanno potuto raggiungere dimensioni più grandi di quelle dell’universo visibile, con un aumento corrispondente nelle dimensioni delle irregolarità cosmiche e con l’allontanamento reciproco delle varie regioni dell’universo, le quali non avendo subito in tempo un processo di “omogeneizzazione” reciproca potrebbero presentare strutture estremamente diverse da quelle presenti all’interno del nostro universo visibile, con conseguenze ignote (le speculazioni vanno da una semplice ridistribuzione delle galassie a sostanziali differenze nelle leggi fisiche). Il risultato più importante della cosmologia, che l’universo è in espansione, è derivato dalle osservazioni degli spostamenti verso il rosso delle galassie ed è quantificato dalla Legge di Hubble. Estrapolando questa espansione all’indietro nel tempo, si incontra una singolarità gravitazionale, un concetto matematico piuttosto astratto, che può o meno corrispondere ad un oggetto reale. Questa estrapolazione diede vita alla teoria del Big Bang, il modello dominante della cosmologia moderna. Il tempo zero, che nella teoria segna letteralmente l’inizio del tempo come noi lo conosciamo, è stimato a 13,7 miliardi di anni fa, con un’incertezza di soli 200 milioni di anni, secondo la sonda WMAP della NASA. Un aspetto fondamentale del Big Bang può essere osservato oggi nel fatto che la velocità alla quale le galassie si allontanano è proporzionale alla loro distanza. Un’altra prova a sostegno della teoria è la radiazione cosmica di fondo, la quale è un residuo attenuato della radiazione che ebbe origine poco dopo il Big Bang. Questa radiazione di fondo è estremamente uniforme in tutte le direzioni, cosa che i cosmologi hanno cercato di spiegare con un periodo di espansione rapida (detta inflazione) che è immediatamente seguita al Big Bang. La dimostrazione che l’universo sia in espansione è data dalle onde elettromagnetiche che giungono fino a noi. Tali onde per effetto doppler dovuto all’allontanamento degli astri gli uni dagli altri si spostano in frequenza rispetto alla loro frequenza originaria. Il colore di alcune stelle è spostato verso l’infrarosso rispetto a quello che sarebbe il loro reale colore. Non si sa se l’universo sia finito o infinito in dimensione e in volume, anche se la maggior parte dei teorici al momento sostiene la tesi di un universo finito, dato che sostengono che se l’universo fosse infinito, questo sarebbe composta da infinite stelle e quindi al tramonto del sole non giungerebbe la notte. Per quanto riguarda quello osservabile, invece, grazie al fatto che la velocità della luce, cioè la massima velocità a cui un fenomeno fisico può propagarsi, è limitata, è possibile evincere che esso sia finito. L’orizzonte cosmico si trova a 13,7 miliardi di anni luce di distanza. La distanza effettiva di questo orizzonte è però più grande, perché nel tempo trascorso affinché la luce sia arrivata fino a noi, questo bordo ha continuato ad espandersi.

CATASTROFI NATURALI


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