La nascita del nostro universo è avvenuta almeno 13 miliardi di anni fa – e probabilmente l’avete vista in TV.
Per quanto riguarda la fisica teorica, la teoria del Big Bang è uno dei concetti più concreti. Sebbene non si sia ancora capito bene cosa abbia causato il Big Bang, le prove del suo verificarsi sono così forti che da teoria si è trasformata in un fatto accertato. A proposito di fatti, ecco otto cose interessanti che forse non sapevate sulla nascita dell’universo.
La teoria del Big Bang è stata proposta per la prima volta da un prete cattolico
Forse sorprendentemente, la prima persona a mettere in parole la teoria del Big Bang è stato un prete cattolico belga. Un sacerdote che era anche un acclamato matematico e astronomo. Georges LeMaître ebbe l’idea nel 1927, mentre studiava al MIT. Osservando che le galassie si stavano allontanando l’una dall’altra, LeMaître ipotizzò che in passato dovessero essere state più vicine l’una all’altra, tanto da essere state compresse, a un certo punto, fino alle dimensioni di un “atomo primordiale”, la cui pressione aveva generato un’esplosione di proporzioni inimmaginabili.
Sebbene LeMaître abbia ideato la teoria del Big Bang, non è stato lui a coniarne il nome emblematico. L’onore spetta a Sir Fred Hoyle, un astronomo inglese appartenente a un’enclave di studiosi che insistevano sul fatto che l’universo non si stesse né espandendo né contraendo, ma fosse stazionario. Usò per la prima volta il termine durante una trasmissione radiofonica della BBC nel 1949, alla quale partecipò per confutare l’esistenza dell’evento.
Il Big Bang potrebbe essere avvenuto più di 26 miliardi di anni fa
In questa immagine catturata dal James Webb Space Telescope, le galassie cerchiate esistevano solo 830 milioni di anni dopo il Big Bang. / NASA, ESA, CSA, Feige Wang (Università dell’Arizona), Joseph DePasquale (STScI) // Pubblico dominio
Se l’esistenza del Big Bang può essere dedotta dalla crescente distanza tra le galassie, lo stesso vale per il momento in cui è avvenuto. Utilizzando il redshift – il cambiamento della lunghezza d’onda della luce cosmica – LeMaître e l’astronomo Edwin Hubble, il nome del telescopio spaziale Hubble, hanno potuto determinare la velocità di una galassia. Hubble, utilizzando calcoli errati, stimò che l’universo avesse solo circa 2 miliardi di anni [PDF].
Le future generazioni di scienziati hanno corretto i piccoli errori di calcolo di Hubble, rivelando che l’universo era molto più vecchio di quanto si credesse, con il Big Bang avvenuto almeno 13,8 miliardi di anni fa. Anche questo numero, però, non è certo. Nel 2023, la scoperta di stelle “supervecchie” ai margini del cosmo ha portato un ricercatore dell’Università di Ottawa a proporre che il Big Bang potrebbe essere avvenuto addirittura 26,7 miliardi di anni fa.
Persino Albert Einstein all’inizio non credeva al Big Bang
Benché basata su solide osservazioni, la teoria del Big Bang è stata respinta per decenni prima di essere comunemente accettata. Tra gli increduli c’era Albert Einstein, che rifiutò la teoria quando fu spinta prima da LeMaître e poi da un fisico sovietico di nome Alexander Friedmann. La teoria della relatività generale di Einstein era stata lo sviluppo più innovativo dopo Isaac Newton e, pur spiegando molti misteriosi fenomeni cosmici, il Big Bang non era uno di questi.
Questo perché, secondo la relatività generale, l’universo dovrebbe essere statico, non in movimento. Se le galassie non si allontanano nel futuro, non si sono avvicinate nel passato, rendendo inconcepibile il Big Bang. Questo spiega la reazione enfatica di Einstein a LeMaître: “I suoi calcoli sono corretti, ma la sua fisica è abominevole!”. Anche dopo che il Big Bang fu ampiamente accettato, Einstein rivisitò brevemente la teoria di un universo statico, secondo un manoscritto ritrovato dopo la sua morte.
Potete vedere il Big Bang con i vostri occhi, in TV
Il dibattito sul fatto che l’universo si muovesse o meno è terminato quando, nel 1965, i fisici del laboratorio Arno Penzias e Robert Wilson hanno scoperto una prova diretta del Big Bang sotto forma di onde radio che si riflettevano in tutto il cosmo. Queste onde, chiamate Fondo cosmico a microonde, sono i resti raffreddati della luce del Big Bang stesso.
Che ci crediate o no, avete visto il fondo cosmico a microonde con i vostri occhi. E probabilmente l’avete visto più di una volta, perché la CMB produce il segnale statico (detto anche “neve”) che si vede sui televisori analogici e si sente nelle radio quando si cerca tra le stazioni.
Il Big Bang ha probabilmente generato temperature di 1000 trilioni di gradi Celsius
Gli studiosi contemporanei dubitano che l’universo fosse un tempo ristretto al singolo atomo di cui parlava LeMaître. Tuttavia, è stato stimato che coprisse un’area più piccola delle dimensioni di una capocchia di spillo. Sebbene sia quasi ovvio che il Big Bang sia stata l’esplosione più potente di tutti i tempi, la sua forza approssimativa rimane difficile da comprendere. Secondo Universe Magazine, la forza sprigionata durante il Big Bang è stata pari a 1054 megatoni di TNT. Per mettere questo dato in prospettiva, le bombe all’idrogeno, le armi più distruttive che l’uomo possa creare, rilasciano circa 50 megatoni.
Il Big Bang è avvenuto anche velocemente. Così veloce che l’energia è stata lanciata alla velocità della luce: 300 milioni di metri al secondo, un milione di volte più grande delle bombe all’idrogeno. Tutta questa velocità e potenza insondabile ha prodotto una quantità di calore altrettanto insondabile. È stato stimato che, in una frazione di secondo dopo la detonazione, le temperature potrebbero essere salite fino a 1000 trilioni di gradi Celsius.
Il telescopio spaziale James Webb ha quasi confutato la teoria del Big Bang
La più grande sfida alla teoria del Big Bang degli ultimi decenni è emersa poco dopo il lancio del James Webb Space Telescope nel 2021. Il telescopio più potente che esista, permette agli scienziati di studiare parti dell’universo che prima non erano osservabili. Cercando ai confini dell’universo conosciuto, ha scoperto galassie così grandi e così vecchie che la nostra attuale comprensione della formazione e dell’evoluzione galattica non riesce a spiegare come possano essere state create così poco dopo il Big Bang.
La scoperta presentava due opzioni: o la teoria del Big Bang era sbagliata, o le misurazioni effettuate dal James Webb Space Telescope erano errate. La seconda si è rivelata essere il caso. Utilizzando metodi più precisi e affidabili per determinare la distanza delle galassie, la NASA ha concluso che queste erano molto più piccole di quanto apparissero in origine, abbastanza piccole da permettere a un’intelligenza artificiale di simulare la loro costruzione dopo il Big Bang.
Il Big Bang prevede la fine dell’universo
Se portare indietro l’orologio dell’espansione cosmica ci porta all’inizio dell’universo, portare avanti lo stesso orologio potrebbe portarci alla sua fine. Sono state proposte diverse teorie sulla morte dell’universo, molte delle quali sono speculari a quella del Big Bang.
Una di queste teorie è il Big Freeze, che ipotizza che l’universo “morirà” quando la distanza tra gli oggetti celesti sarà diventata così grande che l’energia si distribuirà uniformemente e lo spazio si avvicinerà alla temperatura dello zero assoluto. Un’altra possibilità è il Big Crunch, che ipotizza che l’universo, teso al massimo, un giorno cesserà di espandersi e inizierà a contrarsi, ricreando alla fine le condizioni per un altro Big Bang. Un terzo scenario, chiamato Inflazione eterna, prevede che l’espansione sia un processo infinito che si arresta solo in alcuni punti dell’universo, portando alla creazione di universi tascabili autosufficienti come quello in cui viviamo.
Non sappiamo cosa sia successo prima del Big Bang
Nel suo libro del 2010 Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe, il fisico premio Nobel Roger Penrose ha proposto che la formazione galattica sia un processo ciclico (anziché lineare) e che il Big Bang, lungi dal segnare la nascita di tutto ciò che esiste, sia in realtà una transizione tra la fine di un vecchio universo e l’inizio di uno nuovo.
Tuttavia, la maggior parte dei tentativi di immaginare cosa sia accaduto prima del Big Bang è accolta male nei circoli accademici. Come ha scritto l’astrofisico Ethan Siegel per Big Think nel 2023, attualmente non ci sono “prove di un universo prima del Big Bang”. Se il nostro universo è sorto da uno precedente, attraverso un’inflazione eterna o altro, le tracce di quell’universo precedente dovrebbero comparire nel nostro, nelle strutture delle nostre galassie e nella CMB. Ma non è così, il che significa che il Big Bang, per quanto ne sappiamo, è stato davvero l’inizio dell’inizio.
