L’imprevisto cosmologico che tentò di stabilizzare l’Universo

L’imprevisto cosmologico che tentò di stabilizzare l’Universo

Egli lo definì il suo più grande errore. Un imprevisto. Correva l’anno 1917 quando il fisico e filosofo tedesco Albert Einstein formulò un modello cosmologico relativistico, che prevedeva un Universo illimitato, ma… finito. Secondo questo modello l’Universo collasserebbe su sé stesso a causa dell’attrazione gravitazionale (Big Crunch), ma ciò andava contro quanto da lui sostenuto, ovvero che fosse isotropo, omogeneo e globalmente statico: per quest’ultima peculiarità dovette introdurre nella sua teoria una forza repulsiva che, ad un certo valore critico, avrebbe impedito l’implosione. Così, nell’equazione di campo della Teoria della Relatività Generale del 1915, entrò in gioco la cosidetta costante cosmologica… Λ.

Nel 1929 venne però dimostrato che l’Universo è in espansione grazie alle osservazioni condotte dall’astronomo e astrofisico statunitense Edwin Powell Hubble. Mentre il cosmologo e matematico russo Aleksandr Aleksandrovič Friedmann si accorse che la stabilità ottenuta con la costante cosmologica era soltanto locale e, dunque, non riguardava l’intero Universo.

Mappa della radiazione cosmica di fondo, priva dei contributi dovuti a sorgenti locali e dell'anisotropia di dipolo.
Mappa della radiazione cosmica di fondo, priva dei contributi dovuti a sorgenti locali e dell’anisotropia di dipolo.

Riguardo le altre due caratteristiche attribuite dal modello di Einstein, nella seconda metà del ‘900 le precedenti scoperte e lo studio della radiazione cosmica di fondo condusserò al noto Principio Cosmologico, secondo il quale l’Universo appare omogeneo e isotropo su una scala opportunamente grande: vale a dire che le osservazioni cosmologiche sono identiche indipendentemente dalla posizione dell’osservatore e dalla direzione in cui osserva. Al contrario, su scale minori esso manifesta delle anisotropie.

Tra le altre osservazioni spiccano quelle effettuate sulle Suprnovae di tipo Ia. Le Supernovae, esplosioni stellari che espellono tutto, o quasi, il materiale che costituisce la stella interessata liberando un’elevato quantitativo di energia, vengono chiamate di tipo Ia se originate da una nana bianca. Le Supernovae di questo tipo rilasciano all’incirca la stessa quantità di energia, così è possibile distinguerne più facilmente la distanza basandosi sulla loro luminosità. La conclusione delle osservazioni è che l’Universo si espande ad una velocità in continua crescita. Questa espansione è giustificata dal’energia oscura, una forza antigravitazionale, che colma lo spazio vuoto e costituisce circa il 68.3% di tutta l’energia presente nell’intero Universo.

Perciò quello di Einstein non fu del tutto un errore: comunque c’è qualcosa che si oppone alla forza gravitazionale, anche se non rende statico l’Universo. Perlopiù lo rende un… imprevisto.

Giovanni Cozzolongo

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