domenica , 19 Maggio 2024

L’Eco del Big Bang

Ho dovuto pensarci un po’ al nome di questa rubrica in ambito astronomico, la scelta alla fine è ricaduta su “L’Eco del Big Bang”. Potrebbe sembrare un nome puramente fantasioso, ma in verità quest’Eco è qualcosa di incredibilmente reale ed antico.

Ho deciso di dedicare il primo articolo di questa rubrica proprio al tipo di energia a cui mi sono ispirato per il nome della stessa. “Eco del Big Bang”, cerchiamo di capire, dunque, di cosa si tratta. Per rispondere a questa domanda occorre partire dal principio, e per “principio” intendo l’inizio di tutto, il momento in cui ha avuto origine l’esistenza stessa.

IL BIG BANG

È proprio questo il principio di tutto. La nostra analisi affonda le proprie radici ben 13,8 miliardi di anni fa, all’origine dell’Universo. Quella del Big Bang – letteralmente “Grande Scoppio” – è, come molti di voi già sanno, la teoria più accreditata che spieghi l’origine del Cosmo.

Secondo siffatta teoria ben 13,8 miliardi di anni fa tutta – esatto TUTTA – la massa e l’energia dell’Universo era racchiusa in un atomo infinitamente piccolo ma infinitamente denso e caldo (del resto conteneva tutta la massa e l’energia dell’attuale Universo), chiamato “Atomo primordiale”.

Questo atomo era così instabile che è esistito per una frazione di tempo così misera che persino un battito di ciglia sarebbe un’eternità in confronto. L’Atomo primordiale, infatti, dopo solo 0,000000000000000000000000000000000000000001 (non contateli, sono 41 zeri e un 1 dopo la virgola) secondi dalla propria formazione (avvenuta non si sa come) è esploso – questo è il momento che noi chiamiamo Big Bang – dando origine allo spazio, al tempo e all’esistenza stessa.

Rappresentazione artistica del Big Bang

Proprio così: tutto l’universo – e quindi tutta l’energia delle attuali stelle, pianeti, asteroidi, comete ecc… – era prima racchiuso in una minuscola particella esplosa immediatamente dopo la propria formazione data l’impossibilità di contenere tutta quella massa ed energia in un singolo punto.

Con “Big Bang” viene, dunque, definita l’esplosione dell’Atomo primordiale che ha creato l’Universo.

Per sapere, invece, cos’è l’Eco di questa enorme esplosione occorre, a tal proposito, anche spiegare il perché la teoria in questione è tanto accreditata.

LE PROVE DEL BIG BANG

Questa teoria sull’origine dell’Universo trova tanto riscontro nella comunità scientifica mondiale perché supportata da tre importanti elementi probatori. Alla nostra analisi ne interessano, tuttavia, solo due (per la terza prova del Big Bang potete leggere qui):

1 – l’espansione dell’Universo.

La prima prova a sostegno del Big Bang è l’espansione dell’Universo. Ebbene sì, probabilmente ne siete già a conoscenza, l’Universo si espande diventando, per l’appunto, sempre più grande. La domanda sorge spontanea: come mai l’espansione dell’Universo sarebbe una prova del Big Bang? Gli scienziati sono giunti ad una conclusione piuttosto semplice sul perchè l’Universo si espanda. Questa espansione avviene proprio per la spinta del Big bang. Ancora oggi infatti, dopo 13,8 miliardi di anni, il Big Bang non è terminato, l’universo sta continuando ad esplodere, sulla spinta del Big Bang che ne ha dato origine, portando le galassie ad allontanarsi le une dalle altre. Espansione e Big Bang sono, dunque, correlati.

Attenzione però, l’espansione dell’Universo NON è, come il Big Bang, una teoria, ma è, ormai, accettata come un dato di fatto, rilevabile da elementi certi che evito di approfondire in questo articolo. Vi basti sapere che a questa conclusione si è giunti con l’osservazione di galassie lontane, le quali si è assunto che si allontanino le une dalle altre (a meno che non siano abbastanza vicine da attrarsi reciprocamente per la forza di gravità). Siamo dunque giunti alla conclusione che l’Universo si stia espandendo perché le Galassie si allontanano le une dalle altre? Esattamente. Un esempio semplice e banale può rendere l’idea di questo fenomeno: avete un palloncino, ci disegnate sopra tre punti con un pennarello e cominciate a gonfiarlo, pian piano che il palloncino si espande i tre punti si allontanano tra loro. Esattamente come il palloncino gonfiandosi allontana tra loro i tre punti disegnati sopra, anche l’Universo espandendosi allontana le galassie tra loro.

Un semplice grafico che spiega che più si espande l’Universo, più si allontanano le Galassie tra loro e più, come vedremo tra poco, l’Universo stesso si raffreddi.

2 – La Radiazione Cosmica di Fondo o “Eco del Big Bang”.

La seconda prova a sostegno della teoria del Big Bang è La Radiazione Cosmica di Fondo, chiamata anche Eco del Big Bang. Siamo, dunque, giunti alla fine della nostra analisi.

Cos’è di preciso questa Radiazione? È un tipo di energia che si propaga nello spazio, in qualunque direzione si guardi e non è emanata da nessuna Stella né, tantomeno, da altri corpi celesti. Allora da dove proviene questa Radiazione? Cosa rilascia questa energia? Beh, è un tipo di energia molto più antica di quanto si possa pensare: la Radiazione Cosmica di Fondo, infatti, è il residuo dell’energia rilasciata dal Big Bang. Continua a propagarsi per lo spazio con una temperatura media di – 270,27°C, una fonte di calore bassa in verità, di soli 2,62°C sopra lo zero assoluto, ma comunque, una fonte di calore. Questa radiazione primordiale è stata scoperta nel 1964 dagli astronomi Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson – premi Nobel per la fisica 1978 – ed è rilevabile nella banda spettrale delle microonde. I due astronomi, studiando diverse porzioni del cielo avevano rilevato alcune zone di ‘calore’ nello spazio cosmico, ma, non riuscendo ad assimilare questo tipo di energia a nessun fenomeno astronomico conosciuto, giunsero alla conclusione che – considerato che è osservabile, con lo spettro delle microonde, in ogni direzione – questa Radiazione fosse proprio quella emessa dallo stesso Big Bang. Un tipo di energia che permea l’Universo fin dalla sua esistenza dunque. Più l’Universo si espande più diventa freddo, perché questo ‘calore’ radioattivo viene distribuito con l’espansione.

Un’immagine con lo spettro delle microonde di una piccola porzione di spazio, dove sono evidenziate le zone di calore della Radiazione Cosmica di Fondo. Sonda Planck

Come mai questa radiazione primordiale è stata soprannominata “Eco del Big Bang”? Nello spazio i suoni non si propagano, allora perchè “Eco”, termine che fa riferimento ad una voce, quindi, ad un suono? Poniamoci un quesito: è possibile che un’immensa esplosione, che dopo 13,8 miliardi di anni è ancora in azione, non faccia alcun rumore? Beh, in realtà è logico che non sentiamo gli effetti della spinta del Big Bang, dato che, come già detto, i suoni non si propagano nello spazio aperto, ma in verità il Big Bang fece parecchio rumore, almeno nei 380.000 anni successivi allo scoppio. A quei tempi l’Universo era così ‘piccolo’ e denso che i suoni potevano propagarsi al suo interno poiché di spazio vuoto ce n’era ben poco, a differenza di ora.

Ora che lo spazio vuoto tra i vari corpi celesti è immenso, l’Universo può continuare ad esplodere senza fare alcun rumore. Ed ecco perché la Radiazione Cosmica di Fondo è chiamata anche “Eco del Big Bang”, perché, anche se non possiamo sentirne il suono, rappresenta comunque la “voce” di quella forma di calore ed energia che ci accompagna tutt’ora, dall’inizio dell’esistenza stessa, una voce ormai muta, ma che nei primi 380.000 anni di vita dell’Universo ha risuonato ovunque.

Il Professor Mark Whittle, dell’Università della Virginia, ha realizzato una riproduzione del suono del Big Bang nei primi 380.000 anni di vita dell’Universo. Qui sotto il video dove potete sentire questo suono, ridotto, per ovvie ragioni, a soli 100 secondi.

A proposito di Giulio Dino De Bartoli

Classe 89. Laureato presso la LUMSA di Palermo. Ha svolto mansioni di operatore segretariale presso un noto studio legale di Marsala nel quale ha anche svolto la pratica forense. Abilitato alla professione di avvocato il 18 ottobre 2018, iscritto all'albo del Tribunale di Marsala dal 12 febbraio 2019

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