5 cicli di vita dell'Universo: in che fase stiamo vivendo?

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Ogni cosa vivente sul nostro pianeta nasce, matura, invecchia e alla fine muore. Tutte queste leggi si applicano anche al di fuori della Terra: anche le stelle, i sistemi solari e le galassie periscono nel tempo.

La differenza esiste solo nel tempo: ciò che per te e me sembra l'eternità, per gli standard dell'Universo, è una totale assurdità. Ma che dire dell'universo stesso? Come sai, è nata dopo il Big Bang 13, 8 miliardi di anni fa, ma cosa le sta succedendo adesso? Qual è il ciclo di vita dell'Universo stesso e perché i ricercatori distinguono cinque fasi del suo sviluppo?

Cinque secoli di universo

Gli astronomi credono che cinque fasi dell'evoluzione siano un modo conveniente per rappresentare la vita incredibilmente lunga dell'universo. D'accordo, in un momento in cui conosciamo solo il 5% dell'Universo visibile (il restante 95% è occupato da misteriosa materia oscura, la cui esistenza deve ancora essere dimostrata), è piuttosto difficile giudicare la sua evoluzione. Tuttavia, i ricercatori stanno cercando di comprendere il passato e il presente dell'Universo combinando le conquiste della scienza e del pensiero umano degli ultimi due secoli.

Se sei abbastanza fortunato da trovarti sotto un cielo limpido in un luogo buio in una notte senza luna, quando alzi lo sguardo, ti aspetta un magnifico paesaggio spaziale. Con un normale binocolo, puoi vedere uno sbalorditivo skyline di stelle e puntini di luce che si sovrappongono. La luce di queste stelle raggiunge il nostro pianeta superando enormi distanze cosmiche e si fa strada ai nostri occhi attraverso lo spazio-tempo. Questo è l'universo dell'era cosmologica in cui viviamo. Si chiama l'era stellare, ma ce ne sono altre quattro.

Esistono molti modi per visualizzare e discutere il passato, il presente e il futuro dell'universo, ma uno di questi ha attirato l'attenzione degli astronomi più di altri. Il primo libro sui cinque secoli dell'Universo è stato pubblicato nel 1999, intitolato "Cinque Età dell'Universo: Dentro la Fisica dell'Eternità". (ultimo aggiornamento nel 2013). Gli autori del libro, Fred Adams e Gregory Laughlin, hanno dato un titolo a ciascuno dei cinque secoli:

• Era primitiva
• Era stellato
• Era degenerativa
• Era dei buchi neri
• Era oscura

Va notato che non tutti gli scienziati sono sostenitori di questa teoria. Tuttavia, molti astronomi trovano la divisione in cinque fasi un modo utile per discutere una quantità di tempo così insolitamente grande.

Era primitiva

L'era primitiva dell'universo iniziò un secondo dopo il Big Bang. Durante il primo, piccolissimo periodo di tempo, lo spazio-tempo e le leggi della fisica, come credono i ricercatori, non esistevano ancora. Questo strano, incomprensibile intervallo è chiamato l'era di Planck, si ritiene che sia durato 1044 secondi. È anche importante tenere conto del fatto che molte delle ipotesi sull'era di Planck si basano su un ibrido di relatività generale e teorie quantistiche, chiamato teoria della gravità quantistica.

Nel primo secondo dopo il Big Bang, iniziò l'inflazione, un'espansione incredibilmente rapida dell'universo. Dopo pochi minuti, il plasma iniziò a raffreddarsi e le particelle subatomiche iniziarono a formarsi e ad aderire. 20 minuti dopo il Big Bang - in un universo termonucleare super caldo - iniziarono a formarsi gli atomi. Il raffreddamento è andato avanti a un ritmo rapido fino a quando nell'universo sono rimasti il 75% di idrogeno e il 25% di elio, che è simile a quello che sta accadendo oggi sul Sole. Circa 380.000 anni dopo il Big Bang, l'universo si è raffreddato abbastanza da formare i primi atomi stabili e creare una radiazione cosmica di fondo a microonde, che gli astronomi chiamano radiazione cosmica di fondo a microonde.

Era stellato

Io e te viviamo in un'era stellare - in questo momento, la maggior parte della materia che esiste nell'Universo assume la forma di stelle e galassie. Le prime stelle nell'universo - vi abbiamo parlato di recente della sua scoperta - erano enormi e hanno concluso la loro vita sotto forma di supernova, che hanno portato alla formazione di molte altre stelle più piccole. Spinti dalla forza di gravità, si avvicinarono l'uno all'altro per formare galassie.

Uno degli assiomi dell'era stellare è che più grande è la stella, più velocemente brucia la sua energia e poi muore, di solito in appena un paio di milioni di anni. Le stelle più piccole che consumano energia più lentamente rimangono attive più a lungo. Gli scienziati prevedono che la nostra galassia della Via Lattea, ad esempio, entrerà in collisione e si fonderà con la vicina galassia di Andromeda in circa 4 miliardi di anni per formarne una nuova. A proposito, il nostro sistema solare può sopravvivere a questa fusione, ma è possibile che il sole muoia molto prima.

L'era della degenerazione

Segue l'era della degenerazione (degenerazione), che inizierà circa 1 quintilione di anni dopo il Big Bang e durerà fino a 1 duodecilione dopo di esso. Durante questo periodo, tutti i resti di stelle visibili oggi domineranno l'Universo. In effetti, lo spazio è pieno di fonti di luce fioca: nane bianche, nane brune e stelle di neutroni. Queste stelle sono molto più fredde ed emettono meno luce. Così, nell'era della degenerazione, l'universo sarà privato della luce nello spettro visibile.

Durante questa era, piccole nane brune tratterranno la maggior parte dell'idrogeno disponibile e i buchi neri cresceranno, cresceranno e cresceranno, nutrendosi dei resti delle stelle. Quando non c'è abbastanza idrogeno in giro, l'universo diventerà più fioco e più freddo nel tempo. Quindi i protoni che sono esistiti fin dall'inizio dell'Universo cominceranno a morire, dissolvendo la materia. Di conseguenza, la maggior parte delle particelle subatomiche, della radiazione di Hawking e dei buchi neri rimarranno nell'universo.

La radiazione di Hawking è un ipotetico processo di emissione da parte di un buco nero di varie particelle elementari, principalmente fotoni; prende il nome dal fisico teorico britannico Stephen Hawking.

L'era dei buchi neri

Per un periodo di tempo significativo, i buchi neri domineranno l'universo, attirando i resti di massa ed energia. Tuttavia, alla fine evaporeranno, anche se molto lentamente.

Gli autori del libro credono, secondo Big Think, che quando i buchi neri finalmente evaporeranno, ci sarà un piccolo lampo di luce, l'unica energia rimasta nell'universo. A questo punto, l'universo sarà quasi storia, contenendo solo particelle e fotoni subatomici a bassa energia e molto deboli.

Era oscura

Alla fine, gli elettroni e i positroni alla deriva nello spazio si scontreranno tra loro, formando talvolta atomi di proitronio. Queste strutture sono instabili, tuttavia, le loro particelle costituenti alla fine verranno distrutte. L'ulteriore distruzione di altre particelle a bassa energia continuerà, anche se molto lentamente. Ma stasera guarda nel cielo notturno pieno di stelle e non preoccuparti di nulla: non andranno da nessuna parte per molto tempo e la nostra comprensione dell'Universo e del tempo potrebbe cambiare in futuro.