La Cosmogonia tra mito e scienza

[Tomás de Torquemada]

ORIGINE ED EVOLUZIONE DELL'UNIVERSO
di G. Picciolo

Lo studio sistematico dell’universo è iniziato nel secolo XVI grazie alle scoperte di Galileo Galilei che per primo applicò il metodo scientifico ed utilizzò il cannocchiale. Nei secoli successivi, l’applicazione del metodo scientifico con l’ausilio di nuove teorie fisiche e di nuovi strumenti ha permesso agli scienziati di formulare alcune ipotesi sull’origine e l’evoluzione dell’universo.

Un tempo si pensava che l’universo fosse infinito e stabile sia nello spazio che nel tempo, popolato da infinite stelle sempre immobili. Ma col progredire delle scienze astronomiche si scoprì che le galassie si muovevano allontanandosi le une dalle altre. Prolungando le traiettorie delle galassie si vide inoltre che i loro movimenti sembravano avere origine da un unico punto comune. Questo ha fatto pensare che l’universo sia in espansione.

Nel 1929 l’astronomo Edwin Hubble, confrontando le distanze da lui stesso calcolate per varie galassie, scoprì che tanto più sono distanti tra loro due galassie, tanto maggiore è la velocità di allontanamento reciproco o recessione.

Per i suoi calcoli Hubble sfruttò l'effetto Doppler che provoca il cambiamento della lunghezza d'onda della luce in movimento rispetto a un osservatore immobile: la luce di una sorgente che si allontana tende al rosso mentre la luce di una sorgente che si avvicina tende al blu. Hubble scoprì appunto che la maggior parte delle galassie presenta uno spostamento verso il rosso, e quindi si allontana da noi.

Per comprendere l’espansione dell’universo proviamo ad immaginare un palloncino con tanti punti colorati disegnati sulla sua superficie. Mentre il palloncino viene gonfiato, un ipotetico osservatore posto su uno dei punti vedrebbe tutti gli altri punti allontanarsi da esso e uno dall’altro, così come un osservatore posto su un punto di una galassia vedrebbe allontanarsi tutte le altre.

In un primo momento, per spiegare l’espansione dell’universo era stata formulata la teoria della creazione continua o dello stato stazionario. Questa teoria, partendo dal presupposto che l’universo è sempre stato simile a come lo osserviamo oggi, sosteneva la creazione dal nulla di nuova materia in quantità sufficiente a provocare una pressione tale da giustificare il reciproco allontanamento delle galassie.

Immagine tratta dal sito http://www.torrent.to/

Nel 1948 il fisico americano di origine russa George Gamow formulò una teoria, la teoria del big bang, in base alla quale l’universo si sarebbe formato in seguito all’esplosione di una entità primordiale di densità infinita che avrebbe dato origine a tutti gli elementi oggi conosciuti. La spinta iniziale dell’esplosione avrebbe comportato la rottura dell’unità delle quattro forze fondamentali della natura: gravitazione, elettromagnetismo, forza nucleare forte e forza nucleare debole. Nei secondi successivi al grande scoppio l’universo avrebbe cominciato ad espandersi e a raffreddarsi attraversando diverse fasi evolutive. Nell’ultima fase si sarebbero formati gli atomi, le galassie, le stelle e infine gli esseri viventi.

La teoria del big bang si è definitivamente affermata all’inizio degli anni ’60 e ’70, grazie alla scoperta di altri dati sperimentali. In particolare, la scoperta della radiazione cosmica di fondo fatta nel 1965 da due tecnici americani, Arno Penzias e Robert Wilson, interpretata come l’eco del big bang, fu vista come una conferma di questa idea, come la prova che l’universo ha avuto un’origine.
La radiazione cosmica di fondo è rilevabile anche senza l'uso di strumenti sofisticati. Se sintonizziamo il nostro televisore su una frequenza non utilizzata da alcuna stazione trasmittente, il rumore di fondo si trasforma in un formicolio di puntini che è composto per l'1% dalla radiazione cosmica proveniente dal big bang.

Il big bang non deve essere inteso come l’esplosione di un grumo di materia esistente in uno spazio vuoto: spazio e tempo, così come materia ed energia, erano concentrati nella primitiva singolarità, così che non esisteva alcun luogo fuori di questa, e non c’era il tempo prima del big bang. È lo spazio che espande se stesso così come fa il tempo, trasportando la materia sempre più lontano dal punto di origine.

Nel 1990 è stato posto in orbita intorno alla Terra il telescopio spaziale chiamato Hubble in onore dello scienziato. In oltre dieci anni di attività il telescopio spaziale ha fornito dati sull'origine delle galassie.

Le ricerche sull'origine dell'universo e delle galassie sono state perfezionate dalle missioni Cobe e Boomerang che hanno ricostruito la situazione in un istante risalente a 300 mila anni dopo il big bang

Attualmente le stime sull’età dell’universo variano tra 10 e 20 miliardi di anni. Tuttavia, molte stime sono in conflitto con i calcoli dell’età di vari corpi celesti, quindi il problema dell’età dell’universo rimane ancora irrisolto.

Un’importante conseguenza della teoria del big bang è il fatto che l’universo non è infinito: infatti i suoi limiti sono dati dalle stelle più veloci che si sono spinte più lontano dal punto iniziale del movimento.

Dal sito http://spazioinwind.libero.it/gpscienze/

[Tomás de Torquemada]

La nascita dell'universo
Quando e come è nato l'universo in cui viviamo? Come si è evoluto fino ad assumere l'aspetto che noi oggi possiamo osservare? Con questo servizio inizia un viaggio di Newton alle origini del nostro mondo.
di Kazuhiro Sato - Tratto da Newton, gennaio 1998

Anche se il Big Bang, la grande esplosione primordiale, è considerato lo scenario più attendibile della nascita dell'universo, non è l'unico possibile. Altri fenomeni possono avere avuto luogo. E prima del Big Bang cosa c'era? E come si è generato l'universo che vediamo adesso?

Sebbene oggi la teoria dell'Universo in espansione sia la più accreditata, alcuni studiosi avanzano l'ipotesi di un universo "oscillante o pulsante" relativamente al quale, oggi, ci troveremmo, appunto, nella fase di espansione . Queste pulsazioni avverrebbero in tempi molto lunghi (probabilmente centinaia di milioni o miliardi di anni).

Oggi, le scoperte degli astronomi e le immagini del telescopio spaziale Hubble mostrano alcune contraddizioni tra le ipotesi teoriche e le osservazioni. Grazie a queste ultime, infatti, è possibile ottenere informazioni dirette sull'universo quand'era grande appena un decimo di quello attuale.

Nell'universo, spazio significa tempo e viceversa, poiché la luce non viaggia a velocità infinita: la luce che noi riceviamo di una galassia lontana, per esempio, 5 miliardi di anni luce da noi, porta con sé l'immagine di quella galassia quale era 5 miliardi di anni fa, poiché tanto ha impiegato il raggio luminoso per giungere fino alla Terra. E così, più gli strumenti di osservazione ci permettono di guardare a distanze sempre maggiori, più noi possiamo andare indietro nel tempo per osservare un universo sempre più giovane. I primi 15 miliardi di anni Secondo queste osservazioni, l'universo potrebbe avere un'età tra gli 8 e i 20 miliardi di anni; gli scienziati stimano che un valore accettabile sia intorno ai 15 miliardi.

Qui presentiamo le ricerche più recenti sui "primi 15 miliardi di anni" dell'universo, da quando era un puntino densissimo al cosmo attuale. A farci da guida sono l'astrofisico giapponese Kazuhiro Sato, dell'Università di Tokyo, autore del testo, e l'astrofisico inglese sir Martin J. Rees, che insegna all'Università di Cambridge.


Il grande non-errore di Einstein

Fu un errore di Albert Einstein a dare il via allo studio sulle origini dell'universo. Fino agli inizi del secolo, le leggi della meccanica classica di Isaac Newton prevedevano che il tempo scorresse sempre e ovunque a una velocità fissa e che lo spazio si estendesse all'infinito in modo uniforme. Si credeva insomma in un cosmo infinito e immutabile, e non si vedeva la necessità di speculare su un inizio e un'evoluzione dell'universo.

Nel 1916, Einstein pubblicò la teoria della relatività generale [v. Newton n. 2, novembre 1997] e provò ad applicarla alla struttura dell'universo, concludendo che il cosmo si va contraendo sotto l'azione delle forze gravitazionali esercitate da galassie, stelle eccetera. Ma poiché all'epoca si pensava che l'universo fosse perenne e immutabile, Einstein aggiunse nella sua teoria una "costante cosmologica", che creava una forza repulsiva in grado quindi di opporsi alla contrazione dell'universo. Concepì quindi un modello di cosmo fisso che né si contrae né si espande. Questa teoria fu poi perfezionata da un giovane matematico russo, Alex Friedmann (1888-1925), che ipotizzò tre possibilità a proposito dell'evoluzione dell'universo in base alla densità della materia che contiene: un universo in continua espansione, uno che a un certo punto cessa di espandersi e comincia a contrarsi, un altro ancora che continua a espandersi ma di poco e a velocità moderata.


L' "effetto Doppler"

Finché, nel 1929, l'astronomo americano Edwin Hubble mostrò che l'universo è in espansione. Misurando la distanza che ci separa da galassie lontane, provò a stabilire a quale velocità si stessero allontanando. Per misurare tale velocità ci si basa sulla lunghezza d'onda (il colore) della luce proveniente da esse. Pensate a quando passa un'ambulanza e il suono della sirena diventa da più acuto più grave: è l'"effetto Doppler", dovuto alle variazioni della lunghezza delle onde a seconda della distanza della fonte sonora. Poiché anche la luce ha natura ondulatoria, quando la sorgente luminosa si allontana, la lunghezza d'onda aumenta e la luce che percepiamo si sposta verso il colore rosso (nello spettro della luce, le componenti rosse hanno lunghezza d'onda maggiore e quelle blu-violette minore). Hubble scoprì così che le galassie si allontanano a una velocità maggiore quanto più sono lontane: ciò significa che l'universo si sta espandendo.

Quando Einstein seppe di questo risultato definì "il più grande errore della sua vita" la sua teoria sull'universo immutabile. Ma questa volta, come vedremo, aveva torto. All'inizio fu un globo di fuoco Se è vero che l'universo è in espansione, in passato dovrebbe essere stato sempre più piccolo. Così, nel 1927 lo scienziato e sacerdote belga Georges Lemaître (1894-1966) ipotizzò che l'universo si fosse generato da un composto di atomi ad altissima concentrazione.

Nel 1946 l'americano di origine russa George Gamow (1904-1968) propose la teoria del Big Bang per spiegare l'origine dell'universo. Questa teoria sostiene che l'universo è nato da una palla di fuoco di altissime densità e temperatura: un superconcentrato gassoso di particelle atomiche come neutroni e protoni da cui si sarebbero formati gli elementi chimici attuali.


Una luce antichissima

Ma se il Big Bang si verificò effettivamente, dovrebbe essere possibile rintracciare ancora oggi il residuo delle radiazioni elettromagnetiche di quella gigantesca esplosione. In particolare, 300mila anni dopo il Big Bang, quando l'universo era ancora neonato, la sua temperatura si sarebbe abbassata fino a circa 4000 gradi. Ciò avrebbe reso possibile la formazione degli atomi e la palla di fuoco opaca dei primi momenti sarebbe diventata via via più trasparente, consentendo all'universo di diventare visibile. La luce di quell'epoca, che ancora viaggia a causa dell'espansione dell'universo, si sarebbe potuta osservare sotto forma di particolari onde elettromagnetiche. Si tratta della cosiddetta "radiazione di fondo dell'universo", teorizzata già nel 1940 dallo stesso Gamow e da un altro grande fisico, Hans Bethe.

L'emissione di fondo dell'universo fu scoperta per caso nel maggio del 1964 quando due ricercatori americani, Arno Penzias e Robert Wilson, compiendo esperimenti ai laboratori telefonici Bell per la realizzazione di antenne per comunicazioni satellitari, captarono interferenze sonore che non si riusciva in alcun modo a spiegare. In particolare, Penzias e Wilson captarono delle "strane" microonde, della lunghezza d'onda di 3,2 centimetri, che giungevano da ogni parte dell'universo. Sulle prime non riuscirono a capire il fenomeno, tanto che qualcuno ipotizzò che si trattasse di interferenze provocate da escrementi di piccioni che avevano fatto il nido sull'antenna, ma poi collegarono la scoperta alla teoria del Big Bang.

Così, con l'aiuto del fisico Robert Dicke dell'Università di Princeton, che aveva ripreso la teoria di Gamow e Bethe perfezionandola, si capì finalmente che doveva trattarsi proprio della fatidica "radiazione di fondo", chiamata anche "radiazione fossile", prevista dalla teoria del Big Bang.


Tutta colpa dell'inflazione

La scoperta del 1964 delle emissioni di fondo dell'universo fu una grande vittoria per i sostenitori della teoria del Big Bang. Ma come ebbe il via lo stesso Big Bang, e cosa c'era prima? Questa volta ci viene in aiuto la fisica delle particelle elementari; infatti, per studiare il super-microcosmo ad altissima temperatura precedente il Big Bang, bisogna riferirsi al comportamento delle particelle subatomiche in condizioni di alta energia.

Nel 1981 l'americano Alan Guth del Massachusetts Institute of Technology e il giapponese Kazuhiro Sato presentarono, indipendentemente l'uno dall'altro, la teoria dell'"universo inflazionario", basata sulle ricerche rivolte all'unificazione delle forze fondamentali della natura.

Si tratta di una teoria secondo la quale il super-microuniverso si sarebbe espanso, alla nascita, in una maniera vertiginosa: in un solo decimo di milionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di secondo (10-34 secondi) avrebbe aumentato il suo volume di dieci miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di volte (1 con 100 zeri) Per spiegare questa improvvisa espansione dell'universo appena nato, i due fisici hanno ipotizzato che il vuoto stesso, cioè la condizione dell'universo prima del Big Bang, fosse un "vuoto ad alta energia". Tale energia del vuoto rispecchia esattamente la teoria di Einstein e da lui considerata "il più grande errore della sua vita".

Einstein introdusse una forza per bilanciare la forza di gravitazione che tendeva ad avvicinare le galassie, col risultato che ognuna annulla l'altra. Queste due forze, il cui risultato è nullo ma che sono ben presenti, avrebbero quindi potuto essere presenti nel "vuoto" originario. Secondo la teoria dell'universo inflazionario, il cosmo fu soggetto a un'improvvisa espansione (l'"inflazione") ad opera di questa energia del vuoto.


"E' un pranzo gratis"

Nel mezzo della fase di inflazione, il vuoto ad alta energia andò man mano degradandosi in vuoto a basso contenuto di energia. Si tratta di un fenomeno di trasformazione in qualche modo simile a quello per cui l'acqua si trasforma in ghiaccio, che è a più bassa energia. L'acqua nel diventare ghiaccio emette energia termica latente. Anche l'energia del vuoto alla fine del processo di trasformazione viene liberata sotto forma di energia termica e si forma una caldissima palla di fuoco.

Ecco il Big Bang. Come afferma Alan Guth, "l'universo è un pranzo gratis": sarebbe stato cioè creato dal nulla, anche se un "nulla" molto particolare, infinitamente piccolo Prima del Big Bang l'universo era formato da un "vuoto" ma dotato di altissima energia. Non c'era materia ma questo vuoto ad alta energia avrebbe generato la sferetta che vediamo e che era grande un decimo di milionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di centimetro. La sferetta avrebbe subito una fase violentissima di espansione ("inflazione") dando origine al Big Bang. I suoi primi tre minuti La teoria dell'universo inflazionario risolse problemi ancora insoluti all'interno della teoria del Big Bang. Per esempio, il fatto che l'universo presenti delle disomogeneità nella distribuzione della materia, grandi spazi vuoti e addensamenti come le galassie (la densità della Via Lattea è circa un milione di volte maggiore di quella media di tutto l'universo).

Le fluttuazioni casuali che potevano essere intervenute alla nascita dell'universo non erano tali, però, da giustificare questa forte disomogeneità. Con la teoria inflazionaria invece è stato possibile ipotizzare che nella fase di fortissima espansione le piccole fluttuazioni casuali, "gonfiandosi", avrebbero potuto effettivamente dare origine all'attuale distribuzione di materia, di pieni e di vuoti.

Questa ipotesi ha coinciso perfettamente con quanto ha scoperto, nel 1992, il satellite americano Cobe (Cosmic Background Explorer), che ha registrato piccole fluttuazioni nella radiazione cosmica dei fondo (quella che, abbiamo visto, costituisce la "traccia" del Big Bang), risalenti a un'epoca in cui l'universo aveva "soltanto" dieci milioni di anni. Tali fluttuazioni erano soltanto di un centomillesimo, ma secondo i cosmologi possono spiegare bene il processo che ha poi portato alla formazione delle galassie.

Restano comunque aperte ancora parecchie questioni. Quella più importante è l'età da assegnare all'universo, oggi calcolata in base alla presunta velocità di espansione risalendo al momento in cui l'universo avrebbe dovuto avere dimensioni zero. Ma i calcoli portati a termine in proposito hanno dato un'età (13-15 miliardi di anni) inferiore all'età di alcuni ammassi stellari (cioè alla loro distanza da noi), il che comporta un'evidente contraddizione in quanto quelle stelle dovrebbero aver fatto parte da sempre della materia dell'universo.

Così di recente sono apparsi articoli e libri che annunciavano una crisi della teoria del Big Bang. La costante rinnegata Il metodo più semplice per risolvere questa contraddizione sta nel riabilitare come elemento attivo nell'universo odierno quella componente detta "costante cosmologica" che Einstein aveva dapprima introdotto e poi rinnegato.

Immagine tratta dal sito http://www.sternwarte-singen.de/

La costante cosmologica è l'energia del vuoto e rappresenterebbe la causa della nascita del cosmo dal nulla e la causa dell'inflazione, ed è dunque già considerata una componente attiva nel periodo iniziale della cosmogenesi, ma la si considera comunemente esaurita essendo stata trasformata ed emessa sotto forma di energia termica con il Big Bang. Se invece si prende in considerazione la possibilità che parte di essa sia rimasta, si può arrivare a risolvere la contraddizione dell'età dell'universo. Secondo questa ipotesi, l'universo avrebbe subito una seconda inflazione: ad un certo punto avrebbe accelerato la propria velocità di espansione. In tal modo il calcolo del tempo che ci separa dalla nascita del cosmo tornerebbe e le galassie più lontane non sarebbero più vecchie dell'universo.

Non uno solo, ma infiniti La teoria dell'universo inflazionario, che può spiegare cosa è accaduto prima del Big Bang, comporta una serie di conseguenze tutt'altro che scontate. Una di queste è per esempio la possibilità che il nostro universo, cioè quello in cui viviamo e che possiamo osservare con gli strumenti e i satelliti, non sia il solo esistente. In teoria potrebbero coesistere infiniti universi, dei quali il nostro sarebbe soltanto un esemplare. Tanti Big Bang Se ricordiamo la teoria dell'universo inflazionario, ricorderemo anche che nella fase di inflazione si ha una trasformazione del vuoto ad alta energia in vuoto a bassa energia. Essa non avviene in maniera omogenea per ogni parte del cosmo. All'interno del vecchio vuoto ad alta energia si possono gradualmente formare bolle di vuoto nuovo a bassa energia. Ciascuna bolla si espande poi alla velocità della luce. Il vecchio vuoto ad alta energia, imprigionato dalle bolle di nuovo vuoto, può dare inoltre luogo a un'altra inflazione e quindi a un "universo figlio" a sé stante.

Anche in questo universo figlio avviene la trasmutazione per cui nascono bolle di vuoto nuovo e analogamente quindi si avranno "universi nipote" in un processo continuo e infinito di cosmogenesi. All'interno di ciascuno di tali universi si ha un Big Bang da nuovo vuoto che si espande a velocità della luce con evoluzioni di universi a sé stanti. E' possibile che il nostro non sia altro che uno fra essi.

I worm-holes o Stargate sarebbero "tunnel" che mettono in relazione punti nello spazio distanti anche miliardi di Km. Ipotizzati già da Einstein oltre 60 anni fa, permetterebbero, in teoria, di viaggiare nello spazio o meglio nell' "iperspazio" in tempi ridottissimi.

L'universo genitore e quello figlio sono universi separati, privi di rapporti di causa ed effetto. Hanno però dei legami, dei "cunicoli" (in termine scientifico "wormhole") che connettono diverse regioni dello spazio-tempo che altrimenti resterebbero separate. Un po' come avviene quando un bruco ("worm") fa un tunnel ("hole") in una mela: connette fisicamente due parti della superficie del frutto che altrimenti sarebbero più distanti.

Il bello è che questi cunicoli spazio-temporali non solo connettono due regioni distinte di un universo, ma potrebbero collegare anche universi distinti tra loro. Grazie a questi cunicoli si potrebbero superare in un attimo miliardi di anni luce passando da un punto all'altro di un universo o addirittura da un universo a un altro.

In uno di essi sarebbe finito il protagonista di 2001: Odissea nello spazio, quando alla fine del viaggio supera la barriera spazio-temporale giungendo in un'altra parte dell'universo o forse in un universo "padre" o "figlio" del nostro.


Quanta vita nel cosmo?

Dalle teorie che ipotizzano la nascita di differenti universi nascono anche una serie di nuovi problemi. Le leggi fisiche che abbiamo elaborato noi abitanti del pianeta Terra si adattano abbastanza bene a spiegare i fenomeni che osserviamo nell'universo di cui facciamo parte. Ma è possibile ipotizzare che altri universi nati prima, dopo o insieme al nostro potrebbero essere governati da tipi completamente diversi di leggi fisiche, che non immaginiamo neppure, e che al loro interno potrebbero comparire forme di vita completamente diverse dalla nostra o da quelle che noi stessi possiamo immaginare basandosi sulla fisica e sulla biologia che conosciamo.


Solo buchi neri

Certamente, la fantasia si può sbizzarrire in questo caso, ma basta spingersi un pochino al di fuori della Terra e vedere che altri pianeti del sistema solare hanno per esempio atmosfere di ammoniaca e metano, per capire che non esistono regole valide ovunque. Ma le speculazioni degli scienziati sono andate oltre, fino a considerare probabile che ciascuno di questi infiniti universi che esisterebbero si sia evoluto o si stia evolvendo sulla base di leggi fisiche completamente differenti dalle nostre.

Nel nostro universo, all'epoca del Big Bang, per esempio, si è verificata un'asimmetria tra la produzione di materia e quella di antimateria, col risultato che oggi la materia è predominante rispetto all'antimateria e ha formato un universo che possiede strutture formate da materia quali stelle, galassie, pianeti, nei quali alla fine è comparsa almeno una forma di vita intelligente (la nostra). Ma forse in un universo in cui fosse stata preponderante la quantità di antimateria, stelle, galassie e pianeti (come pure eventuali esseri viventi) potrebbero essere costituiti soltanto da antimateria.

L'incontro tra il nostro e questo ipotetico universo non è da augurarsi in quanto materia e antimateria si distruggerebbero l'una con l'altra. Si possono fare anche altri esempi: potrebbero esistere universi con una densità di materia più alta del nostro rispetto alla velocità di espansione, i quali finirebbero con il collassare convertendo la loro espansione in contrazione.

Si può anche pensare a universi che non danno vita a strutture stellari e galattiche a causa della eccessiva velocità della espansione. E potrebbero esistere anche universi interamente occupati da buchi neri o addirittura privi di materia. L'enigma della materia oscura Il nostro Sole è una delle stelle da cui è costituito il sistema galattico della Via Lattea. Questa fa parte a sua volta di un insieme di galassie denominato "gruppo locale". Allo stesso modo, altri gruppi di galassie sono distribuiti nello spazio come bolle di sapone. Si tratta di una struttura stratificata a vari livelli, galassie, piccoli gruppi galattici, gruppi galattici, supergruppi galattici, strutture di dimensioni ancora maggiori... Tutte queste strutture sono costituite di materia che si può osservare, ossia "visibile". Ma c'è anche un'enorme quantità di materia "invisibile" che si stima essere fino a dieci volte superiore a quella visibile. È chiamata "materia oscura" (dark matter) e costituisce ancora un grande mistero.

La sua esistenza è stata ipotizzata osservando i movimenti delle stelle nella Via Lattea.

Gas e stelle all'interno della nostra galassia girano intorno al suo centro. Il moto delle stelle è determinato dalla forza di gravità e dalla distanza dal centro, analogamente a quanto accade per il moto dei pianeti all'interno del sistema solare: quanto più i pianeti sono lontani dal Sole, tanto più lenta è la loro velocità di rivoluzione. Ma nell'osservare il moto delle stelle della Via Lattea si è scoperto che le stelle della parte esterna hanno la stessa velocità di quelle della parte interna.

Si è pertanto dedotta l'esistenza di una grande quantità di materia non osservabile presente nella galassia in rapporto alla distanza dal centro. Poi si è scoperto che lo stesso accade in molte altre galassie. I gruppi galattici abbondano di gas ad altissime temperature, la cui massa può superare da due a cinque volte la massa di tutte le stelle del gruppo. Questi gas, insomma, sono la "materia visibile" di maggior massa nell'universo.

Il problema è che la forza di gravità generata dalla materia di gas e stelle messi assieme è insufficiente a imprigionare tali gas all'interno del gruppo galattico, e ciò può essere spiegato solo ipotizzando che esista una "materia oscura" in proporzione nove volte superiore a quella visibile. Le ombre delle "quasi stelle" Arrivando a scrutare regioni dell'universo distanti 10 miliardi di anni luce, la luminosità delle comuni galassie si affievolisce a tal punto da risultare troppo scura per essere fotografata. Ma non mancano altri, più efficaci, metodi di indagine. Per esempio quello di scrutare le "ombre" delle galassie ricorrendo alla osservazione delle quasar.

Le quasar (dalle parole inglesi Quasi stellar radio source, sorgenti radio quasi stellari) sono gli oggetti celesti più lontani che conosciamo, una sorta di fari che brillano in prossimità dei confini dell'universo. La luce che proviene da laggiù per arrivare alla Terra passa attraverso galassie e gruppi galattici che punteggiano lo spazio cosmico. In tale passaggio si forma un'"ombra" a causa dell'assorbimento della luce delle quasar da parte dei gas distribuiti all'interno delle galassie. In pratica, poiché nelle galassie attraversate gli atomi di ogni elemento chimico, idrogeno, carbonio, azoto, eccetera, assorbono la luce secondo una lunghezza d'onda caratteristica dell'elemento, è possibile analizzare lo spettro della luce che ci arriva dalle quasar e vedere quali lunghezze d'onda della luce sono state assorbite.

Analizzando numero, profondità, larghezza e lunghezza d'onda delle linee di assorbimento e comparando questi valori alla sequenza temporale dell'universo, si può avere un'idea dell'evoluzione del cosmo e della sua struttura, attraverso gli elementi contenuti nelle galassie. Si tratta proprio di indagare sull'universo per mezzo delle ombre. Galassie nascoste Gli astronomi della California University di San Diego hanno scoperto numerose galassie nascoste con questo metodo di osservazione delle linee di assorbimento delle quasar. Per investigare con rigore e nei dettagli le linee di assorbimento bisogna captare la luce delle quasar divisa anche in 10mila lunghezze d'onda ed è indispensabile un telescopio di grande diametro. Oggi non esistono al mondo che tre osservatori astronomici dove è possibile studiare le linee di assorbimento delle quasar. A questi si aggiunge il telescopio spaziale Hubble, uno strumento di ricerca eccezionale in quanto consente di analizzare la luce delle quasar nella banda dell'ultravioletto, per osservare la quale è necessario trovarsi al di fuori della atmosfera terrestre.


Con l'"effetto ente" scopriremo la sua età

Come aveva previsto Einstein nella teoria della relatività, lo spazio viene incurvato, distorto, dall'azione esercitata dalle forze di gravità di stelle, galassie, gruppi galattici, buchi neri, quasar. Di conseguenza la luce stessa cambia direzione. Si tratta di un effetto simile a quello di una lente, per cui lo si chiama "lente gravitazionale". È come se nello spazio cosmico ci fossero gigantesche lenti convesse che sottopongono, per esempio, la luce proveniente da una quasar a una distorsione. Così, una stessa quasar può apparirci sdoppiata o addirittura possiamo avere quattro immagini diverse della stessa quasar. L'esistenza di tale sorta di strumento ottico naturale ha suggerito un metodo sperimentale per sondare i misteri della nascita dell'universo.


La costante di Hubble

L'età e la densità dell'universo sono strettamente correlate al valore della costante di Hubble, cioè la proporzione tra la velocità di allontanamento delle galassie e la loro distanza dalla Terra. Il valore di questa costante viene continuamente modificato da nuove osservazioni astronomiche e ancora non è stato stabilito in modo definitivo. Un metodo per stabilire la costante di Hubble è osservare lo sdoppiamento dell'immagine di una quasar per effetto di una lente gravitazionale.

I due fasci di luce che passano attraverso la lente gravitazionale compiono percorsi di diversa lunghezza e dunque giungono a noi sfalsati nel tempo. La lunghezza del percorso dipende dall'intensità delle forze gravitazionali delle galassie che producono l'"effetto lente", e dalla costante di Hubble. Di conseguenza, se si misura lo sfalsamento temporale della luce delle quasar e l'intensità delle forze gravitazionali delle galassie che producono l'effetto lente, si potrà calcolare la costante di Hubble.

Una ricerca sulla doppia immagine della quasar Q0957+561 ha dato come risultato uno sfalsamento nella ricezione della luce di 410-540 giorni. Ne consegue una costante di Hubble di 30-73, che in termini di età dell'universo darebbe valori fra i 33 e i 9 miliardi di anni. Un anno di osservazioni Il metodo basato sull'"effetto lente gravitazionale" rende possibili osservazioni di raggio molto ampio, adeguate alla grandezza dell'universo. Esso richiede osservazioni senza interruzioni per periodi superiori a un anno e comporterà quindi molto impegno nell'ulteriore raccolta di dati concernenti altre quasar. Quando però i dati saranno sufficientemente numerosi, si potrà giungere a un calcolo dei valori più esatto.

Dal sito http://www.scienzeemisteri.it/

[Tomás de Torquemada]

L'universo figlio del "big bang" ha 13.700 milioni di anni
L'equipe che lavora con la sonda Wmap ha colto la prima immagine dettagliata della luce più antica dell'universo. I risultati della missione costituiscono una vera e propria "miniera d'oro"

WASHINGTON - Una sonda della Nasa ha determinato con precisione l'età dell'universo - 13.700 milioni di anni - confermando che il cosmo è il risultato di quello che le teorie astronomiche chiamano il 'big bang'. La conclusione è il frutto dei dati inviati sulla terra dalla Sonda Anisotropica di Microonde Wilkinson, la cosiddetta missione Wmap, che è riuscita a fotografare le origini dell'universo, quando non c'erano stelle, nè galassie: nulla tranne minime differenze di temperatura. Secondo gli astronomi della Nasa, queste differenze erano infinitesimali (pari a un milionesimo di grado), ma sono state sufficienti a provocare agglutinamenti molecolari che furono l'avvio della struttura cosmica dell'universo. "L'equipe che lavora con la sonda Wmap ha colto la prima immagine dettagliata della luce più antica dell'universo", si legge nel sito Internet della Nasa.

Le straordinarie immagini sono in pratica una "fotografia da bebe'" dell'universo, quando il cosmo aveva 'appena' 380.000 anni, circa 13.300 anni fa (l'equivalente del giorno della nascita per un anziano di 80 anni); e consentono di stabilire che le stelle cominciarono a brillare 200 milioni di anni dopo il 'big bang'. Le fotografie pubblicate su Internet mostrano una struttura ovale con aree ad alta temperatura segnalate dai colori amaranto e rosso; e fredde indicate dalle tinte azzurre e turchese. Secondo gli astronomi Nasa del Centro Goddard di Volo Spaziale, i risultati della missione costituiscono una vera e propria "miniera d'oro". E l'annuncio, come ha spiegato John Bahcall dell'Istituto di Studi Avanzati del'Università di Princeton, è destinato a rappresentare una pietra miliare nella cosmologia, una sorta di "rito di passaggio" dalla speculazione alla scienza esatta".

Dal sito www.ilnuovo.it

[Tomás de Torquemada]

Il Corano sull'origine dell'Universo

La scienza della moderna cosmologia, teoretica e basata sull'osservazione, indica chiaramente che, in un momento del tempo, l'intero Universo non era nient'altro che una nuvola di ‘fumo’ (cioè una composizione gassosa opaca e molto densa). (1) Questo è uno dei principi indiscussi della moderna cosmologia standard. Ora gli scienziati possono osservare nuove stelle che si formano ai confini degli avanzi di quella ‘nube’.

Si forma una nuova stella ai confini di una nuvola di gas e polvere (nebulosa), che è una rimanenza del ‘fumo’ che fu all'origine dell'intero universo. (The Space Atlas (L'atlante spaziale), Heather e Henbest, p. 50.)


La nebulosa Lagoon è una nuvola di gas e polvere, di circa 60 anni luce di diametro. È eccitabile dalle radiazioni ultraviolette delle stelle calde che si sono recentemente formate all'interno della sua massa. (Horizons, Exploring the Universe (Orizzonti, Esplorando l'Universo), Seeds, plate 9, dall' Associazione Università per la Ricerca in Astronomia Inc.)

Le stelle luminose che si vedono di notte erano, come per l'intero universo, di quel materiale ‘gassoso’. Dio nel Corano disse:

"Quindi Egli si voltò verso il Cielo quando era fumo..." (Corano, 41:11)

Poiché la terra e i cieli sopra di essa (il sole, la luna, le stelle, i pianeti, le galassie ecc.) sono state formate da questo stesso ‘fumo,’ si conclude che la terra e i cieli fossero un'entità connessa. Fuori da questa ‘nube’ omogenea si formarono e si separarono gli uni dagli altri. Dio disse nel Corano:

"Non sanno dunque i miscredenti che i cieli e la terra formavano una massa compatta poi li separammo?..." (Corano, 210)

Il dott. Alfred Kroner è uno dei più celebri geologi al mondo. Egli è professore di Geologia e presidente del dipartimento di Geologia all'Istituto di Geoscienze, Università Johannes Gutenberg, Mainz, Germania. Egli disse: “Pensando da dove proveniva Mohammed. . . ritengo che sia quasi impossibile che avesse avuto delle informazioni riguardanti la comune origine dell'universo, poiché gli scienziati solo negli ultimi anni hanno scoperto, con metodi tecnologici complicati e avanzati, che l'ipotesi era fondata.”(2). Disse anche: “Qualcuno che non conosceva la fisica nucleare millequattrocento anni fa non poteva, credo, essere in grado con la sua mente, ad esempio, di affermare che la terra e i cieli avessero la stessa origine.” (3).


Note

(1) "The First Three Minutes, a Modern View of the Origin of the Universe" (I primi tre minuti, una visione moderna dell'origine dell'Universo), Weinberg, pp. 94-105.

(2) Il riferimento a questa massima è "This is the Truth" ("Questa è la verità") (videocassetta).

(3) "This is the Truth" (Questa è la verità) (videocassetta).

Dal sito http://www.islam-guide.com/

[Tomás de Torquemada]

Cosmogonia del Giappone
di Teresa Gambino

All'inizio vi erano tre divinità celesti: Ama no minakanushi, Takami musuhi e Kami musuhi. Queste tre divinità procrearono molte altre divinità nella Piana Celeste, e per ultimi una divinità maschile, Izanagi, e una divinità femminile, Izanami, che saranno coloro che daranno vita al paese. I due dèi rimossero il fondo del mare con una lancia, ne trassero delle isole, scesero su una di queste per consumare la loro unione, e lì diedero origine al paese, che popolarono con molte altre divinità. Izanami morì ustionata dando alla luce il dio del Fuoco, subito ucciso dall'infuriato Izanagi che inseguì poi la defunta nel regno dei morti. Di ritorno dall'aldilà, Izanagi si sottopose al riturale della purificazione per cancellare da sé le impurità. Dal lavacro dell'occhio sinistro nacque la grande dea del Sole, Amaterasu, da quello dell'occhio destro la dea della Luna, Tsukuyomi, da quello del naso Susanoo. Così Izanagi divise il mondo tra questi tre figli:

- Amaterasu ebbe la Piana Celeste;
- Tsukuyomi ebbe il Pese della Notte;
- Susanoo ebbe la Piana del Mare.

A questo punto Tsukuyomi scompare e così il mondo risulta diviso:

Immagine tratta dal sito http://upload.wikimedia.org/

- La Piana Celeste data ad Amaterasu;
- Il Paese Centrale della Pianura di Canne (ossia il Giappone);
- La Piana del Mare oppure Paese dei Morti affidati a Susanoo.

Su Amaterasu e Susanoo ci sono tante altre leggende. Per esempio si dice che Susanoo salisse spesso sulla Piana Celeste per fare dei dispetti ad Amaterasu. A causa di queste sue malefatte fu cacciato e quindi andò a vivere sulla Terra. Giunto sulla Terra tuttavia il suo comportamento cambiò e diventò un artefice del bene, salvando la popolazione dal male e lottando contro il potente drago. Nel frattempo Amaterasu, dea del Sole, in risposta alle malefatte del fratello, si rinchiuse in una caverna, causando la discesa delle tenebre su tutto il mondo. Furono tutti gli altri dei a cercare in mille modi di convincerla ad uscire dalla grotta e a restituire la luce al mondo.

Dal sito http://www.giapponegiappone.it/

[Silvia]

Originally posted by Tomás de Torquemada
Dal sito www.ilnuovo.it

L'universo figlio del "big bang" ha 13.700 milioni di anni
L'equipe che lavora con la sonda Wmap ha colto la prima immagine dettagliata della luce più antica dell'universo. I risultati della missione costituiscono una vera e propria "miniera d'oro"

WASHINGTON - Una sonda della Nasa ha determinato con precisione l'età dell'universo - 13.700 milioni di anni - confermando che il cosmo è il risultato di quello che le teorie astronomiche chiamano il 'big bang'. La conclusione è il frutto dei dati inviati sulla terra dalla Sonda Anisotropica di Microonde Wilkinson, la cosiddetta missione Wmap, che è riuscita a fotografare le origini dell'universo, quando non c'erano stelle, nè galassie: nulla tranne minime differenze di temperatura. Secondo gli astronomi della Nasa, queste differenze erano infinitesimali (pari a un milionesimo di grado), ma sono state sufficienti a provocare agglutinamenti molecolari che furono l'avvio della struttura cosmica dell'universo. "L'equipe che lavora con la sonda Wmap ha colto la prima immagine dettagliata della luce più antica dell'universo", si legge nel sito Internet della Nasa.

Le straordinarie immagini sono in pratica una "fotografia da bebe'" dell'universo, quando il cosmo aveva 'appena' 380.000 anni, circa 13.300 anni fa (l'equivalente del giorno della nascita per un anziano di 80 anni); e consentono di stabilire che le stelle cominciarono a brillare 200 milioni di anni dopo il 'big bang'. Le fotografie pubblicate su Internet mostrano una struttura ovale con aree ad alta temperatura segnalate dai colori amaranto e rosso; e fredde indicate dalle tinte azzurre e turchese. [...]

La foto dei primi momenti di vita dell'universo, 380 mila anni dopo il big bang. Le zone rosse indicano aree ad alta temperatura, quelle azzurre aree fredde.

[Tomás de Torquemada]

Scoperto, la scorsa estate, un "buco nero" di 900 milioni di anni luce
I ricercatori dell'università di Nord Carolina lo spiegano con la "teoria delle stringhe"
Un'immensa voragine nello spazio
"E' il segno degli Universi paralleli"
"Esisterebbero una miriade di universi intorno al nostro"

di LUIGI BIGNAMI

C'E' UN'IMMENSA voragine nell'Universo. Si trova tra 6 e 10 miliardi di anni luce dalla Terra. Si tratta di un volume di spazio con un diametro di circa 900 milioni di anni luce dove il "nulla" la fa davvero da padrone. Agli strumenti che l'hanno scoperto appare come una gigantesca macchia oscura nel cielo, come se una mano smisurata avesse cancellato quasi tutti gli oggetti luminosi presenti al suo interno.

Ora un gruppo di ricercatori ha dato una spiegazione a quel fenomeno. Suona fantascientifico, ma Laura Mersini-Houghton dell'Università del North Carolina a Chapel Hill (Usa) dice proprio così: "E' l'impronta indelebile di un altro universo che sta oltre il nostro". Ma per capire questa spiegazione - apparsa su NewScientist - che potrebbe rivoluzionare tutte le idee sorte sul nostro Universo è necessario fare un passo indietro.

"Non solo non è mai stato trovato un vuoto tanto grande, ma nessuna ipotesi sulla struttura dell'Universo lo aveva previsto", aveva detto Lawrence Rudnick dell'Università del Minnesota (Usa), autore della scoperta del buco avvenuta lo scorso mese di agosto. E questo spiega il motivo per cui la sua esistenza era stata messa in luce quasi per caso.

"Era una mattina durante la quale i radiotelescopi del Vla (Very Large Array) - in grado di captare ogni più piccolo segnale radio emesso da una stella, una galassie o qualunque altro corpo celeste ancora attivo - non erano impegnati in osservazioni particolari e allora ho deciso di puntarli verso la "macchia fredda" individuata dal telescopio spaziale della Nasa Wmap (Wilkinson Microwave Anisotopy Probe)", ha spiegato Rudnick. La "macchia fredda" in questione è una misteriosa anomalia presente nella mappa della "radiazione cosmica di fondo" dell'Universo, la radiazione che permea l'intero cosmo e che viene interpretata come l'energia residua del Big Bang. Tale radiazione presenta variazioni tra un punto e l'altro che non superano lo 0,001 per cento. Ma dalla "macchia fredda" che si trova in direzione della costellazione di Eridano, non giungeva ai radiotelescopi del Vla alcun "fotone", le particelle di energia cioè, che si muovono alla velocità della luce e che solitamente sono emesse da atomi o stelle attive. Ciò stava ad indicare che l'area era totalmente vuota di materia.

Subito si sono scatenate le ipotesi per dare una spiegazione a quell'immenso buco fatto di nulla. Ipotesi che non davano pienamente ragione al fenomeno. Ora Mersini-Houghton sembra aver dato un senso ad esso interpretandolo al di fuori della cosmologia standard. La ricercatrice infatti, ha utilizzato la "teoria delle stringhe", una teoria della fisica che ipotizza che la materia, l'energia, lo spazio e il tempo siano la manifestazione di entità fisiche sottostanti, chiamate appunto le "stringhe", le quali vibrano in 10 dimensioni nello spazio-tempo e che formano le particelle subatomiche che originano gli atomi.

Secondo questa teoria non esiste un solo Universo, bensì 10 alla 500 universi (si immagini un numero composta da 1 seguito da 500 zero, un numero inimmaginabile) ognuno con proprie leggi fisiche.
Spiega Mersini-Houghton: "Quando il nostro Universo si formò doveva interagire con gli altri Universi vicini. E quel buco è proprio il risultato di quell'interazione avvenuta subito dopo la nascita del nostro Universo che da allora, per le caratteristiche che esso possiede, continuò ad espandersi. Purtroppo non ci è possibile osservare ciò che ci arriva dai confini dell'Universo, che si trova tra 42 e 156 (1) miliardi di anni luce da noi e quindi non possiamo vedere ciò che c'è oltre il buco". Ma quel buco è proprio l'impronta che un Universo diverso dal nostro ci ha lasciato all'inizio del tempo e dello spazio.

Che il buco si formò agli inizi dell'Universo è d'accordo anche Rudnick, il quale dice: "Le teorie correnti suggeriscono che tutte le strutture che oggi vediamo nell'Universo presero forma all'inizio del tempo e dello spazio. La struttura vera e propria fatta di vuoti e agglomerati di materia, poi, è cresciuta nel tempo guidata dalle forze gravitazionali".

Secondo Mersini-Houghton, tuttavia, dovrebbe esserci un altro buco simile a quello scoperto dalla parte opposta dell'Universo rispetto a quello già osservato e questo lo sapremo quando l'anno prossimo verrà lanciato un altro satellite per lo studio delle microonde dell'Universo molto più sofisticato dei precedenti, il satellite dell'Esa, Planck.

L'ipotesa dell'astrofisica è ora sotto osservazione dell'intero mondo scientifico, che al momento guarda con sospetto alla Teoria delle Stringhe. Ma se quanto ipotizzato da Mersini-Houghton non verrà smentito, dovrà iniziare la ricerca ai quasi infiniti universi che circondano il nostro.

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(1) Alcuni lettori si chiederanno come è possibile che l'Universo abbia un raggio di 42 o 156 miliardi di anni luce se è nato solo 13,7 miliardi di anni fa. La spiegazione sta nel fatto che nel tempo le misure si sono dilatate. Si perdoni la semplificazione, ma un centimetro misurato dopo pochi secondi dalla nascita dell'Universo non corrisponde ad un centimetro di oggi.

(23 novembre 2007)

http://www.repubblica.it/2007/11/sez...parallelo.html

Testo e immagine dal sito http://www.repubblica.it/