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Universo

Nella prima met√† del XX secolo, la parola Universo era usata per riferirsi all'intero continuum spaziotemporale in cui esistiamo, assieme a tutta la materia e l'energia in esso contenute. La scienza che cerca di comprendere l'Universo nel suo insieme, alla scala piý grande possibile, Ť la cosmologia, che si Ť sviluppa dalla fisica e dall'astronomia. Durante la seconda met√† del XX secolo, lo sviluppo della cosmologia osservativa, chiamata anche cosmologia fisica, ha portato ad una divisione del significato del termine Universo tra i cosmologi osservativi e i cosmologo teorici: i primi (in genere) abbandonano la speranza di poter osservare l'intero continuum spaziotemporale, mentre i secondi mantengono questa speranza, cercando di trovare le ipotesi piý ragionevoli per modellizzare l'intero spaziotempo, nonostante l'estrema difficolt√† di trovare dei limiti a questi modelli e il rischio di decadere nella metafisica.

I termini universo conosciuto, universo osservabile o universo visibile sono spesso usati per descrivere quella parte di Universo che possiamo vedere in modo diretto o indiretto. Coloro che credono che sia impossibile osservarlo tutto possono usare l'espressione il nostro universo, riferendosi alla parte conoscibile dagli esseri umani.

Table of contents
1 Espansione, età, Big Bang
2 Dimensioni dell'Universo e dell'universo osservabile
3 Forma dell'universo
4 Destino dell'Universo
5 Universi multipli
6 Altri termini
7 Vedi anche
8 Link esterni

Espansione, età, Big Bang

Il risultato piý importante della cosmologia, che l'Universo Ť in espansione, Ť derivato dalle osservazioni degli spostamenti verso il rosso delle galassie ed Ť quantificato dalla Legge di Hubble. Estrapolando questa espansione all'indietro nel tempo, si incontra una singolarit√† gravitazionale, un concetto matematico piuttosto astratto, che pu√≤ 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, Ť 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 pu√≤ essere osservato oggi nel fatto che la velocit√† alla quale le galassie si allontanano Ť proporzionale alla loro distanza. Un altra prova a sostegno della teoria Ť la radiazione cosmica di fondo, la quale Ť un residuo attenuato della radiazione che ebbe origine poco dopo il Big Bang. Questa radiazione di fondo Ť estremamente uniforme in tutte le direzioni, cosa che i cosmologi hanno cercato di spiegare con un periodo di espansione rapida (detta inflazione) che Ť immediatamente seguita al Big Bang.

Dimensioni dell'Universo e dell'universo osservabile

Non si sa se l'Universo sia finito o infinito in dimensione e in volume, anche se la maggior parte dei teorici al momento preferisce un Universo finito.

L'universo osservabile, composto da tutto ci√≤ che pu√≤ averci influenzato dal momento del Big Bang, Ť sicuramente finito grazie al fatto che la velocit√† della luce, cioŤ la massima velocit√† a cui un fenomeno fisico pu√≤ propagarsi, Ť anch'essa finita. L'orizzonte cosmico si trova a 13,7 miliardi di anni luce di distanza. La distanza effettiva di questo orizzonte Ť per√≤ piý grande, perch√© nel tempo trascorso perch√© la luce sia arrivata fino a noi, questo bordo a continuato ad espandersi. Si stima che si trovi a circa 50 miliardi di anni luce (4,7×1023 km). Questo comporterebbe che il volume dell'universo osservabile sia di 5×1032 anni luce cubici (assumendo che questa regione sia sferica). L'universo osservabile contiene circa 7×1022 stelle, organizzate in circa 1010 (dieci miliardi) di galassie, le quali si riuniscono in gruppi e ammassi di galassie e in superammassi. Recenti osservazioni condotte col Telescopio Spaziale Hubble suggeriscono un numero ancora maggiore di galassie.

Il lettore dovrebbe fare attenzione al fatto che sia gli articoli di divulgazione, sia quelli di cosmologia professionale usano spesso il termine Universo quando si riferiscono in realtà all'universo osservabile. Questo perché i fenomeni fisici inosservabili sono filosoficamente irrilevanti per l'esistenza umana.

Noi ci troviamo al centro dell'universo osservabile, in apparente contraddizione al principio copernicano, che dice che l'Universo Ť piý o meno uniforme e non ha un centro ben definito. Questa contraddizione nasce dal fatto che la luce non viaggia ad una velocit√† infinita, e le osservazioni di oggetti lontani sono quindi osservazioni del passato. Piý lontano guardiamo, piý vicini arriviamo al limite di tempo zero del modello del Big Bang. E siccome la luce viaggia alla stessa velocit√† in ogni direzione, l'universo osservabile Ť una sfera centrata su di noi.

Forma dell'universo

Un'importante domanda della cosmologia per ora senza riposta Ť quella della forma dell'Universo.

Per prima cosa, occorrerebbe stabilire se l'Universo Ť piatto, ossia rispetta le regole della geometria euclidea su grande scala. Al momento, la maggior parte dei cosmologi pensa che l'universo ossevabile sia (quasi) piatto, esattamente come la superficie della Terra Ť (quasi) piatta.

In secondo luogo, occorre stabilire se l'Universo Ť molteplicemente connesso oppure no. Secondo il modello del Big Bang, l'Universo non ha un confine spaziale, ma potrebbe comunque essere spazialmente finito. Questo pu√≤ essere compreso mediante un'analogia con le due dimensioni: la superficie della Terra non ha confini, ma ha comunque un'area finita. Si pu√≤ pensare anche ad un cilindro, e poi immaginare di liberarsi dalle costrizioni imposte dalla geometria ordinaria e immaginare di unire le due estremit√† del cilindro, ma senza piegarlo. Anche questo Ť uno spazio a due dimensioni con un'area finita, ma a differenza della superficie terrestre Ť piatto, ed Ť quindi un modello migliore.

Ne segue che, strettamente parlando, dovremmo chiamare le sopra menzionate stelle e galassie "immagini" di stelle e galassie, poich√© Ť possibile che l'Universo sia finito e cos√¨ piccolo che possiamo vedere una o piý volte "attorno" ad esso, ed il numero reale di stelle e galassie fisicamente distinte potrebbe essere piý piccolo. Alcune osservazioni sono in corso per cercare di confermare o escludere questa possibilit√†.

Destino dell'Universo

Il modello del Big Bang prevede che, a seconda del valore della densit√† media di materia ed energia, l'Universo continuer√† ad espandersi per sempre oppure che sar√† frenato dalla sua stessa gravitazione e collasser√† su se stesso in quello che Ť stato chiamato un Big Crunch. Al momento le osservazioni suggeriscono che non solo la densit√† di massa/energia Ť troppo piccola per causare un collasso, ma che l'espansione dell'Universo sembra addirittura in accelerazione, e che questa accelerazione debba verosimilmente continuare in eterno (vedi universo in accelerazione). Per una discussione piý dettagliata di altre teorie, vedi l'articolo sul destino ultimo dell'Universo.

Universi multipli

Vi sono alcune speculazioni sul fatto che universi multipli possano esistere in un multiverso di livello piý alto. Per esempio, la materia che cade in un buco nero di questo universo potrebbe emergere come un Big Bang che fa iniziare un nuovo universo. Tutte queste idee non sono testabili, e devono essere quindi considerate per adesso pura speculazione.

Altri termini

Nella storia umana sono state usate differenti parole per indicare "tutto lo spazio", incluse le parole delle varie lingue che corrispondono a cieli, "cosmo e mondo.

Anche se parole come mondo e le sue equivalenti oggi si riferiscono quasi sempre al pianeta Terra, in precedenza si riferivano a tutto ciò che esisteva (vedi per esempio Copernico), e a volte ancora oggi.

Vedi anche

Link esterni

(in inglese)


Fisica
Progetto Fisica | Portale Fisica


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