Il portale sul tempo che fà e sul clima che cambia

Tra le domande più ricorrenti nell’ambito astronomico sono: cosa c’era prima del Big Beng e cosa c’è fuori dall’universo? Semplice, sono domande fisicamente insensate! In pratica possiamo immaginare che il Big Bang sia emerso da una dimensione senza spazio e senza tempo. Ma dato che una dimensione fa parte di uno spazio e dunque dell’universo stesso, questa dimensione non poteva neppure esistere, sono domande fisicamente prive di senso chiedersi cosa c’era prima dell’universo e cosa c’è al di fuori dell’universo, spesso si sente che c’è il nulla, ma anche questo è sbagliato, semplicemente non esiste un prima e non esiste un “fuori dall’universo”, in quanto oltre non esiste neanche spazio e tempo. È qualcosa di inesistente che non è neppure rappresentabile dal punto di vista matematico, il vuoto assoluto stesso pari a 0, farebbe pur sempre parte del nostro stesso universo in quanto fondamentalmente è qualcosa e implica appunto l’esistenza di spazio e tempo. Anche ammettendo l’esistenza di dimensioni extra e mondi paralleli, questo non cambierebbe il succo del discorso, in presenza di spazio e tempo (indipendentemente dalle proprie dimensioni), significherebbe che farebbero pur sempre parte del nostro stesso cosmo.

Di fatto l’universo secondo il modello standard della climatologia ha avuto un inizio e le successiva osservazioni, hanno anche permesso di calcolare quando tutto è cominciato, esattamente 13,82 miliardi di anni fa, dunque non è infinito anche se illimitato, per farci un idea possiamo immaginarci un essere bidimensionale che si trova su una sfera, come ad esempio sulla terra, per lui che non conosce l’altezza potrà girare attorno alla terra senza trovare ostacoli, malgrado si trovi su uno spazio finito, anche se illimitato, lo stesso vale per noi, che viviamo in uno spazio quadridimensionale e percepiamo lo spazio tridimensionale (il tempo lo percepiamo come qualcosa di assoluto mentre in realtà come ampiamente è stato dimostrato, è la quarta dimensione dello spazio), anche se provassimo a raggiungere i suoi confini, potremmo provarci per l’eternità e con ogni mezzo, non riusciremmo mai a raggiungerli in quanto lo spazio si espande a velocità superiori a quelle della luce e già tale velocità è un limite irraggiungibile, in questo senso è come se lo spazio tempo per ogni cosa posta al suo interno, sia infinito, però può essere lecito domandarsi, se l’universo è finito, considerando che lo spazio e il tempo hanno avuto un inizio preciso, cosa c’è oltre…? Ma questa domanda non ha fisicamente senso, in quando non esiste un prima e non esiste un fuori dall’universo, malgrado l’universo abbia avuto un inizio preciso, possiamo dire che l’universo è tutto ciò che esiste, è esistito ed esisterà, se qualcosa esiste nello spazio, deve esistere anche in un determinato tempo e viceversa, non si scappa da questa regola fondamentale. In futuro invece lo spazio-tempo si espanderanno per sempre, anche se tutto ciò che a noi è famigliare, lentamente cesserà di esistere, insomma l’universo in un futuro remoto sarà destinato ad una morte eterna, diventerà uno spazio buio, freddo e quasi completamente vuoto, dove tutto tenderà allo zero assoluto senza mai raggiungerlo. Persino il concetto di spazio e tempo, pur continuando ad esistere per sempre, perderanno di significato, in assenza totale di entropia, quando persino i buchi neri si saranno dissolti, ma si parla di un futuro estremamente lontano (di 20-30 decadi cosmologiche, ossia nell’ordine di centinaia o addirittura migliaia di trilioni di anni), che noi non vedremo mai, in quanto la vita stessa sarà impossibile già da un pezzo. In definitiva per chiunque è difficile concepire uno spazio avente più dimensioni e in quanto noi viviamo in uno spazio di almeno 4 dimensioni ma ne possiamo percepire solo 3, il tempo è la quarta dimensione dello spazio, anche se noi lo percepiamo come qualcosa di assoluto, che “scorre” sempre alla stessa velocità, invece dipende fortemente dallo spazio (la velocità con qui si viaggia nello spazio e la gravità che tende a distorcere il tessuto dello spazio tempo). L’aumento del disordine nel cosmo invece è indotto dal secondo principio della termodinamica secondo qui l’entropia nell’universo aumenta in maniera irreversibile, come ad esempio un bicchiere che cade dal tavolo e si rompe, non assisterai mai ad un processo inverso, teoricamente è possibile, ma talmente improbabile che non lo vedrai mai (almeno che non viaggi a ritroso nel tempo ma anche li la cosa è ardua da compiersi ), ovviamente possiamo decidere di riassemblare il bicchiere portando un maggiore ordine allo stato della cosa, anche se non potrebbe tornare allo stato originale, ma portando questo maggiore ordine dissiperemmo all’ambiente circostante energia, praticamente consumandola, questo è quanto accade continuamente nell’universo, andando verso il passato diminuisce l’entropia, andando verso il futuro aumenta in maniera irreversibile. È anche questo meccanismo oltre al moto degli astri a noi circostanti, che ci da l’illusione che il tempo sia qualcosa che scorra. Detto questo, appare ancor più logico, che un altra domanda abbastanza comune, ma fisicamente insensata, è quella di porsi, che forma abbia l’universo. L’universo non ha una forma nel senso comune del termine, in quanto non esiste uno spazio esterno da qui possa essere osservato e se esistesse, avrebbe una forma a noi inconcepibile in quanto sarebbe uno spazio di almeno 4 dimensioni, ma forse anche di più. Infatti in fisica si fa riferimento alla geometria dell’universo, possiamo dire che la massa di un corpo può ripiegare localmente lo spazio tempo come se fosse una biglia appoggiata su un telo teso, ma globalmente parlando la geometria dell’universo è ritenuta essere praticamente piatta, ciò significa che in assenza di corpi massivi, tracciando due linee parallele, queste non si incontreranno mai, inoltre significa che l’universo ha una geometria aperta, questo avvalora di molto la tesi che l’universo non tornerà mai a ricollassare in una singolarità come nel caso di un universo avente una geometria chiusa, sferica, ma continuerà ad espandersi, anche non considerando l’esistenza dell’energia oscura, che sembra assodata la propria esistenza e comporrebbe il 68,3% dell’universo.

Qualche mese fa, sono stati presentati i nuovi dati forniti da Planck, grazie a questa missione, si è potuta ricostruire una mappa dell’universo quando aveva appena 380000 anni e la temperature dell’universo erano quasi perfettamente uniformi, di circa 2700°C, oggi la temperatura del cosmo è di soli 2,7 gradi sopra lo zero assoluto in quanto nel frattempo, l’universo si è espanso e raffreddato. I dati di Planck in sostanza confermano l’inflazione cosmica, ma evidenziano alcune anomalie, in particolar modo il fatto che si è registrata una lieve differenza della distribuzione delle lievi anomalie termiche tra i 2 emisferi del cosmo e una vasta area fredda, più ampia del previsto. La conferma con precisione senza precedenti, che il modello standard della cosmologia è corretto, ma incompleto. I risultati di Planck consentono di perfezionare alcuni parametri inerenti al cosmo, benché le stime precedenti, erano piuttosto vicine ai risultati dati da Planck. La storia dell’evoluzione dell’universo, iniziò 13,82 miliardi di anni fa con il Big Bang, dunque l’universo è leggermente più antico di quanto ritenuto precedentemente, di almeno 50 milioni di anni, Planck da una conferma che non sappiamo praticamente nulla su una buona fetta degli ingredienti contenuti dal cosmo, praticamente poco oltre il 95% della materia e dell’energia presente. Più precisamente l’energia oscura costituisce il 68,3% del cosmo, non il 72% come previsto precedentemente, la materia oscura invece compone l’universo del 26,8% contro i 22,7% previsti precedentemente. La materia ordinaria, quella a noi famigliare, compone invece il 4,9%, precedentemente si stimava che componesse il 4,5%. Qui di seguito la mappa elaborata da Planck e una ricostruzione dove vengono evidenziate maggiormente le anomalie inspiegabili attraverso i modelli cosmologici attualmente esistente, una possibile spiegazione è quella di ammettere, che l’universo oltre al limite a noi osservabile, non proprio uguale in ogni direzione, come precedentemente si credesse, questo potrebbe aver portato la luce, a compiere un percorso meno diretto, il che potrebbe spiegare le anomalie registrate da Planck.

Da precisare che contrariamente a quanto potrebbe illudere la ricostruzione, si tratta di anomalie estremamente piccole, il rosso evidenzia le regioni più calde e dunque più dense, quelle fredde invece, le aree tendenzialmente più fredde e meno dense, si tratta di differenze dell’ordine di qualche millesimo di grado, di fatto questo dimostra comunque, che come previsto dal modello standard della climatologia, l’universo allora doveva apparire quasi perfettamente omogeneo, tali piccole differenze sono spiegabili con il fatto che subito dopo il Big Bang, in un tempo infinitesimo si sono create delle fluttuazioni quantiche, quando l’universo era ancora di dimensioni infinitesime, in un lasso di tempo infinitesimale, dunque estremamente piccolo, da 10^-26 metri, l’universo e dunque lo spazio tempo, si sarebbe ”gonfiato” di almeno 40 ordini di grandezza (ossia di 1⁴⁰ volte ) in 10^-35 secondi, “stirando” le fluttuazioni quantiche in uno spazio molto più grande, questo spiegherebbe perché ai primordi, l’universo avrebbe presentato queste piccolissime differenze di massa e temperature, che poi successivamente, sarebbero diventate, l’embrione delle attuali galassie. All’inizio dell’inflazione l’universo doveva avere una temperature di 10²⁷ gradi Kelvin. Durante l’inflazione l’energia liberata, avrebbe prodotto coppie di particelle e antiparticelle, che si annichilirono istantaneamente a vicenda , una fluttuazione quantica potrebbe aver provocato un lieve accesso di particelle rispetto alle antiparticelle, eccesso responsabile della materia oggi presente nell’universo. Alcune teoria cosmologiche, non escludono che oltre lo spazio a noi osservabile, potrebbe coesistere uno spazio, una sorta di mondo parallelo, composto da antimateria, ma qui si entra nell’ambito puramente teorico.

Flavio Scolari