Il Big Bang, come l’intero universo ebbe inizio

La scoperta

Il Big Bang è un’ipotesi, sviluppata nel XX Secolo, che ha come fine la descrizione della possibile nascita del nostro Universo, un’idea basata sul fatto che l’Universo sia nato improvvisamente e che non sia infinito ed eterno.

Fino alla metà del 1900 gli scienziati infatti credevano che l’Universo fosse statico, in altre parole credevano che non fosse mai nato e che non avrebbe mai avuto una fine; finché la teoria della relatività di A. Einstein ci fece comprendere meglio come funziona l’attrazione gravitazionale tra i corpi ed E. Hubble scoprì che le galassie che popolano il cosmo si stanno, in realtà, allontanando l’una dall’altra.

Radiazione di fondo dell’universo

Nel 1964, per errore, venne scoperta la radiazione cosmica di fondo dell’universo, che, insieme ad un numero maggiore di prove sperimentali, indicarono il Big Bang come la migliore teoria sull’origine e sull’evoluzione dell’universo, e da allora, grazie all’utilizzo di strumenti sempre più precisi e sofisticati, come il telescopio spaziale Hubble, abbiamo scoperto che non solo il cosmo si sta espandendo, ma anche che si sta allargando ad una velocità sempre maggiore; ma questo sarà probabilmente il tema per un’ altro articolo.

Adesso che conosciamo la storia di come questa idea divenne la teoria più accettata dagli scienziati, cerchiamo, attraverso le nostre conoscenze in questo campo, di descrivere come “Teoricamente” avvenne il Big Bang e come nacque tutto ciò che oggi ci circonda.

Inflazione cosmica

[10-35 s]

Prima di tutto, il Big Bang non è stata, come molti invece pensano, un’esplosione, in questa fase tutto l’universo era formato da solo spazio, che rapidamente si espanse, in tutte le direzioni.

Importante è ricordare che l’Universo, non si espanse all’interno di qualcosa, esso contiene e rappresenta tutto ciò che esiste e per definizione non esiste un posto “Fuori” di esso.

L’era dei Quark

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Rappresentazione artistica di un protone formato da 3 quark di natura diversa

In questo ambiente estremo, caratterizzato da altissime temperature e densità, il cosmo era formato da un plasma composto da Quark e Gluoni, che venivano generati solo per piccolissimi intervalli di tempo, a causa dell’enorme quantità di energia presente in quello che allora rappresentava l’Universo, e che, muovendosi a velocità molto vicine a quella della luce nel vuoto, si distruggevano a vicenda rilasciando di nuovo energia. Un avvenimento chiamato in fisica annichilazione, nel quale le particelle presenti si scontrano con le rispettive antiparticelle, convertendo la loro intera massa in energia.

Da qualche parte, intorno a questo momento, qualcosa cambiò, non si sa precisamente il perché, ma ad un certo punto, mentre l’universo continuava ad espandersi, ci fu un improvviso aumento delle particelle di materia rispetto a quelle di antimateria, che a causa del loro numero maggiore sopravvissero all’annichilazione e formarono tutto ciò che oggi ci circonda.

Creazione delle Interazioni fondamentali della fisica

[10-11 s]

Mentre l’universo continuava ad espandersi, la sua temperatura diminuì e le particelle rimaste, iniziarono a perdere energia. Iniziando ad interagire tra di loro crearono quelle che oggi noi chiamiamo “interazioni fondamentali” cioè quelle forze che ci permettono di descrivere i fenomeni fisici; esse sono l’interazione:

  1. Gravitazionale
  2. Elettromagnetica
  3. Nucleare Forte
  4. Nucleare Debole

L’era degli Adroni

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L’energia posseduta allora dalle particelle non ne consentì più l’annichilazione e neppure la creazione di nuove, i quark restanti che non vennero riconvertiti in energia, iniziarono a legarsi insieme per formare particelle come i neutroni ed i protoni.

Nucleosintesi

[da 1 s in poi]

Rappresentazione artistica di più atomi d’Idrogeno

La temperatura e la densità dell’Universo a questo punto è tale da permettere ai protoni ed ai neutroni di legarsi insieme fino a formare nuclei di Idrogeno e di Deuterio (un isotopo dell’Idrogeno), ma solo migliaia di anni più tardi i nuclei si accoppiarono con gli elettroni, formando il primo atomo di Idrogeno.

Prima di questo momento, all’interno del plasma di Idrogeno, l’altissima energia dei fotoni presenti, non permise agli elettroni di legarsi con i nuclei precedentemente formatisi impedendo così la formazione degli atomi. Con la seguente espansione dell’universo e l’abbassamento della temperatura, il fotone raggiunse un’energia tale da non poter impedire la formazione dei primi atomi stabili, i quali, non essendo più in grado di assorbire la radiazione termica presente, resero l’Universo, che prima era opaco, trasparente alla luce, lasciando i fotoni presenti, liberi di muoversi e di propagarsi, andando a formare quella che noi oggi chiamiamo Radiazione Cosmica di Fondo.

L’Universo

[dai 300.000 anni]

Da questo momento in poi zone del cosmo più dense di altre iniziarono a compattarsi grazie alla loro attrazione gravitazionale formando così le stelle e le galassie che vediamo oggi.

L’inizio

Anche se si possono fare speculazioni sui primi momenti dell’universo, nel momento esatto del Big Bang, non abbiamo idea di cosa sia accaduto, poiché stiamo parlando di un punto nello spazio con densità infinita e volume praticamente nullo, condizioni che non possono essere studiate dagli strumenti a nostra disposizione, sappiamo solamente che tutto ciò che ci circonda e che forma l’universo, ebbe inizio qui.


Fonti:

wikipedia.it

youtube.com


Emanuele Locati

 




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