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Lezione
Unità 9
1
Esercizi
a pag. E65
1
il Big Bang
L’Universo è costituito da miliardi di galassie con miliardi di stelle separate
tra loro da spazi sconfinati. Circa ottant’anni or sono è stato scoperto che le
galassie si stanno allontanando le une dalle altre in ogni direzione, come
se si trovassero su una superficie sferica in continua espansione (
figura 1
).
Di conseguenza si può immaginare che, se il tempo potesse scorrere a
ritroso, potremmo osservare le galassie raggrupparsi in una zona dello spazio
estremamente ristretta ed estremamente calda, e forse scopriremmo così
che in origine l’Universo aveva una configurazione ancora più piccola di un
atomo, che poi si è espansa e raffreddata fino ai nostri giorni.
Questa teoria cosmica, definita dal fisico russo George Gamow
modello
evolutivo del Big Bang
(letteralmente, “grande esplosione”), localizza la
nascita dell’Universo a un tempo di circa 13,7 miliardi di anni fa.
Espressioni come “Big Bang” o come “grande esplosione” sono in realtà
concetti fuorvianti. Non vi è mai stata una vera esplosione originaria, in
quanto non esisteva qualcosa che in un dato punto e in un certo istante è
esploso, per il semplice motivo che lo spazio e il tempo hanno avuto origine
con la materia. Non ha senso chiedersi cosa ci fosse prima del Big Bang;
questa è una domanda che esula dalle possibilità di comprensione della fisica.
2
La nascita dell’Universo
Allo stato attuale la fisica non è in grado di stabilire cosa ci fosse all’istante
del Big Bang, in cui il volume era nullo, mentre la temperatura e la pressione
erano infinitamente grandi. Può invece descrivere gli straordinari mutamenti
che si sono verificati dopo un intervallo di tempo estremamente piccolo
dall’inizio di tutto, circa 10
-
43
s, definito anche
tempo di Planck
. Si potrebbe
obiettare che una frazione così piccola di secondo che manca alla storia
dell’Universo, che ha un’età di miliardi di anni, non dovrebbe cambiare di
molto la conoscenza del nostro passato. Non è così: in questa piccola frazione
di secondo hanno avuto luogo, a un ritmo difficilmente immaginabile, le
trasformazioni che hanno posto le basi dell’evoluzione della materia fino alle
forme che oggi noi conosciamo.
L’importanza di un intervallo di tempo non dipende tanto dalla sua durata,
quanto dalla qualità e dalla quantità degli avvenimenti che in esso si
verificano.
LE origini
dELLa matEria
116
figura 1
L’Universo è in continua
espansione.
+
+ –
+
+
+
+ –
+
+
+
+ –
+
+
+
+ –
+
+
Dopo 10
–35
secondi:
formazione delle prime particelle.
Dopo 10
–4
secondi:
formazione di protoni e neutroni.
Dopo 1 secondo:
comparsa dei primi elettroni.
Dopo 3 minuti:
si formano i nuclei di elio
Dopo 300.000 anni:
si formano i primi atomi
Dopo 13,7 miliardi di anni:
l’Universo è come lo
vediamo ora, con galassie,
stelle e pianeti.
figura 2
Dal Big Bang a oggi.
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