giovedì 24 aprile 2008

Il Big Bang: Un Viaggio A Ritroso Nello Spazio E Nel Tempo…

Cari ragazzi e lettori, ho il piacere di pubblicare un bellissimo articolo sul Big Bang, scritto per Scientificando dal nostro amico Federico Bo, autore dell'interessante blog "Moto Browniano". 


Federico ha saputo trattare con efficacia descrittiva un argomento complesso quanto affascinante. Sono sicura che leggerete l'articolo tutto d'un fiato, come ho fatto io!


Leggete con attenzione e postate domande e riflessioni mediante i commenti al post.


Grazie Federico!



******

Il Big Bang



Facciamo un viaggio. Un viaggio a ritroso nello spazio e nel tempo, verso l’Universo bambino,  fino  a raggiungere l’istante zero, quello in cui il Tutto ha avuto inizio.


Partiamo tra  3 secondi, 2, 1…via!
                                             

introduzione
                                 
Il tempo comincia a scorrere all’indietro. Per molti milioni, anzi decine e centinaia di milioni di anni sembra non succedere nulla. Certo le stelle nascono e muoiono, le galassie ruotano maestose nell’immensità del vuoto cosmico ma la struttura dell’universo sembra non cambiare. Un osservatore attento noterebbe, però, che le galassie, tutte le galassie, stanno impercettibilmente avvicinandosi l’una all’altra. In realtà, non sono loro che si muovono ma lo stesso spazio che si rimpicciolisce.



L’immagine classica che vi consiglio di visualizzare è quella di un palloncino gonfiato, quelli che si vendono alle giostre. Se disegnate dei punti sulla superficie e lentamente fate sgonfiare il palloncino noterete che i punti si avvicinano gli uni agli altri. E’ la stessa cosa che accade all’ “universo-palloncino”.


Accade anche un’altra cosa: molto lentamente la temperatura dell’Universo, che all’inizio del nostro viaggio era di soli tre gradi sopra lo zero assoluto (- 273 gradi), comincia ad aumentare.
Ma continuiamo il nostro viaggio. Passano miliardi di anni, due, cinque, dieci, dodici. Adesso l’universo è molto più piccolo. Arriviamo a 600 milioni di anni dall’istante zero, il punto di origine. In questo periodo, vediamo la nascita delle prime stelle e delle prime galassie. L’Universo è un’enorme nube di gas, formata principalmente di idrogeno ed elio, gli elementi più semplici e più leggeri (gli altri elementi, quelli più pesanti come l’ossigeno ed il carbonio si formeranno solo in seguito, all’interno di quelle fornaci nucleari che sono i nuclei delle stelle). La nube non è proprio uniforme, ci sono zone appena più dense di altre che, per effetto della loro maggiore gravità, attrarranno altra materia: queste regioni sono i semi dai quali nasceranno le proto-stelle e le proto-galassie.



Non possiamo fermarci. Il tempo, sia pure al contrario, non aspetta. Arriviamo a soli 700.000 anni dopo il Big Bang. La temperatura dell’universo  è ora di circa tremila gradi. In questo periodo, succede un’altra cosa straordinaria: l’Universo diventa trasparente. Prima il cosmo era opaco, i fotoni – le particelle che compongono la luce – erano circondati da una folla di particelle (nuclei di idrogeno ed elio) che impediva loro di muoversi e di disperdersi nello spazio. Un po’ come quando ci troviamo in un bus affollato e non riusciamo a raggiungere l’uscita!


Tuffiamoci ancora più indietro nel tempo, diecimila anni, cento anni, un anno, un giorno dall’inizio. Ma non basta. Precipitiamo verso le ore: a tre ore dall’inizio la temperatura è di 100 milioni di gradi. Ancora giù, verso i minuti, verso i secondi: a 10 secondi la temperatura è di 1 miliardo di gradi e si cominciano a formare i nuclei  -- composti di protoni e neutroni --di idrogeno ed elio. Prima l’Universo era un magma incandescente di protoni, elettroni e neutroni che non potevano unirsi a formare gli atomi a causa dell’altissima temperatura e del conseguente loro frenetico movimento.
Ancora più giù, nell’abisso del tempo. Ad un milionesimo di secondo (ci vogliono 100.000 di questi attimi per fare un battito di ciglia, che dura circa un decimo di secondo) dal punto zero e ad una temperatura di 10.000 miliardi di gradi siamo in piena era adronica” nella quale si formano, a partire dall’unione dei quark (i costituenti fondamentali della materia),  gli adroni, che sono particelle come i protoni ed i neutroni. Ma non solo: vengono creati anche le copie speculari di queste particelle, gli antiprotoni e gli antineutroni.



L’Universo a questo punto è teatro di un’epica lotta: quella tra materia ed anti-materia. Protoni ed antiprotoni, elettroni e positroni, neutroni ed antineutroni si contendono il diritto di esistere e di essere la materia dominante del nascente universo. Quando una particella e la sua antiparticella si scontrano, entrambe si autodistruggono in un lampo di energia. Quindi, se ci fosse stata un’eguale quantità di materia ed antimateria l’universo sarebbe stato composto solo da energia. Ma così non è stato. Vi era una piccolissima eccedenza di materia, che sopravvivendo alla distruzione reciproca è diventata tutto quello che vediamo adesso: stelle, pianeti, alberi, gatti, matite, io, voi…


Adesso siamo ad un solo yoctosecondo dal Big Bang. Quant’è uno yoctosecondo? Prendete un secondo, dividetelo per un miliardo di volte, poi ancora per un miliardo di volte, poi ancora per un miliardo di volte e poi ancora per 100.000 volte. Sì, un intervallo di tempo piuttosto breve… E non si può dire che faccia fresco: un miliardo di miliardi di miliardi di gradi! Due delle quattro forze fondamentali della natura, la forza nucleare forte e la forza nucleare debole si fondono, diventando un’unica forza.
Ora l’universo ha un diametro di 10 metri. Pochi? Non sapete quello che sta per succedere…



In un istante, l’Universo diventa piccolissimo, più piccolo, ma MOLTO più piccolo di un atomo, di un elettrone, di un quark: il suo diametro è di 0,00000000000000000000000001 metri.


Se, per un attimo, guardiamo la scena con il tempo che scorre nella direzione giusta, verso il futuro, vediamo in un istante l’Universo espandersi violentemente passando dal regno microscopico a quello delle dimensioni a noi famigliari dei metri e dei chilometri: si dice che l’Universo ha subito un’inflazione.




bigbang
                
Ma noi siamo ormai in rotta di collisione con il punto zero. L’universo microscopico pre- inflazionario è composto di sola energiaLa forza elettromagnetica si fonde con la forza nucleare (quella derivante dalla precedente fusione di forza nucleare forte e debole) quindi anche la forza di gravità si fonde con le altre: non esistono più quattro forze, ma una sola superforza. Non è più possibile applicare la teoria della relatività di Einstein, che governa l’Universo, cioè l’infinitamente grande e la meccanica quantistica, che governa l’infinitamente piccolo: questo è il regno della gravità quantistica, una teoria che, sfortunatamente, non è ancora stata scoperta (ci sono solo delle ipotesi di teorie, come la teoria delle stringhe).



Ci siamo! La temperatura è ora infinita, così come la densità. Siamo nella singolarità iniziale, un punto immerso nel nulla. Il tempo ha cessato di esistere, lo spazio anche. Oltre non possiamo andare. Gli scienziati sono riluttanti a fare anche solo ipotesi su quello che ci fosse “prima. Forse un altro universo è collassato in un grande Big Crunch, ed il “rimbalzo” è stato il nostro Big Bang. Forse in un multiverso esotico con molte più dimensioni delle nostre tre, due grandi membrane si sono scontrate, e nel punto di contatto è nato il nostro universo. Chissà.


Ma ora è tempo di tornare al futuro, nel nostro presente.


Il Big Bang, l’inflazione, le prime particelle, la luce liberata, le prime stelle, le galassie, un stella qualsiasi in una galassia qualsiasi, un pianeta azzurro con un grande satellite bianco. Siamo a casa, nel nostro spaziotempo.
                             



terra


_______________________________


POST CORRELATI









 

21 commenti:

  1. utente anonimo24 aprile 2008 07:33

    Bellissimo articolo! Sono venuto a conoscenza di una visione d'insieme affascinante.


    Complimenti


    Francesco. B

    RispondiElimina
  2. utente anonimo24 aprile 2008 10:34

    Molto bello questo articolo.

    Vorrei ringraziere Fderico e la prof. per avere messo a nostra disposizione questo articolo che è dal punto di vista mio molto interessante ma soprattutto istruttivo.

    Io di mio sapevo una minima particella di parte su questo avvenimento per questo vorrei di nuovo ringraziare Federico.

    Un saluto.



    Filippo M. 1 A

    RispondiElimina
  3. utente anonimo24 aprile 2008 10:36

    Bello, bellissimo, fantastico post. La cosa che mi sembra più incredibile e che prima del big bang l'universo sia diventato così piccolo ed ora sia così grande, immenso. Grazie Francesco per aver pubblicato questo post. Me lo rileggo subito!!!


    Alessandro Ciani 1a a

    RispondiElimina
  4. utente anonimo24 aprile 2008 10:39

    Volevo ringraziare il Sign.Federico perchè io adoro lo spazio e l'Universo, ma non avendo approfondito l'argomento non avrei mai pensato che nellos apzio ci fossero così tanti oggetti e che così tanti minuscoli organismi si fossero formati in così poco tempo e in così svariate temperature.

    Un vero ringraziamento al Sign.Federico da Agnese L.

    RispondiElimina
  5. utente anonimo24 aprile 2008 10:41

    non saprei cosa dire, è fantastico, e sopratutto grazie a federico e alla prof di aver pubblicato un post così bello.

    complimenti!!

    un saluto da Hu Marco.

    RispondiElimina
  6. utente anonimo24 aprile 2008 10:42

    Magnifico il tuo post mi ha interessato molto dato che non credevo che il big bang fosse così stupefacienti,e spero che ritornerai a scrivere altri articoli così.


    Thomas P.

    RispondiElimina
  7. utente anonimo24 aprile 2008 10:43

    Urca! La conoscenza ci ha travolto ed era come se stessimo viaggiando all'indietro in una navicella spaziale!!!

    E' come se tutto ciò che il sig. Federico Bo aveva descritto ci si presentasse davanti! Allora, non esistono abbastanza complimenti per ringraziare L'autore dell'articolo e la prof che lo ha messo a disposizione.

    Grazie davvero! =)


    Miriam A. & Cecilia M.

    RispondiElimina
  8. utente anonimo24 aprile 2008 10:49

    complimenti a Federico.

    un post davvero molto interresante anche perchè ho imparato delle cose nuove a riguardo che non sapevo.

    non credevo che il big-bang sia così diverso da come me lo immaginavo io,spero che continuerai a scrivere per noi anche per il corso di questi giorni,poichè ci fa molto piacere! grazie ancora ;) Manuel M 1°A

    RispondiElimina
  9. utente anonimo24 aprile 2008 10:49

    Molto bella la ricerca sul Big Beng.





    ANDREA NATI

    RispondiElimina
  10. utente anonimo24 aprile 2008 10:54

    Bellissimo questo post, mi è piaciuto

    tantissimo. Complimenti,non avrei mai saputo che era così piccolo l'universo .

    Grazie da Zaccari Luca di 1A.

    RispondiElimina
  11. utente anonimo24 aprile 2008 10:54

    Fantastico! Il big bang è molto interessante e molto istruttivo.

    tanti saluti da



    Marco Z. e Luca C.






    RispondiElimina
  12. utente anonimo24 aprile 2008 10:55

    Decisamente stra-spaziale!! ^^

    Molto interessante anche se un po' difficile da capire per le nostre conoscenze... Comunque la cosa che ci sembra più strana è che l'universo, ai nostri tempi così immenso, in quell'istante sia stato più piccolo di una cellula, un neutrone o un protone.


    Saluti Letizia R. & Arianna G. ^^

    RispondiElimina
  13. Ho corretto pacchi di verifiche prima del ponte del 25 aprile. Sono stanca morta. Si lavora male con tutte queste sospensioni che interrompono il lavoro! Per fortuna molte delle "piccole pesti" studiano. Sto scaricando i materiali di scienze. Complimenti, sono utilissimi anche per la primaria!

    ciao a presto

    Maria Pia

    RispondiElimina
  14. A chi lo dici, Maria Pia! Sono stanca morta anch'io...


    Mi fa piacere che i materiali del blog siano utili anche per la primaria.


    Buon ponte!


    A presto. Annarita:)

    RispondiElimina
  15. Sono contento che vi sia piaciuto.

    Grazie a voi.


    Federico

    RispondiElimina
  16. Credevo di aver già commentato, pazienza e ribadisco l'utilità del post soprattutto per i giovani allievi ma anche per qualche vecchietto curioso.

    Grazie cara prof.

    RispondiElimina
  17. @Federico: i ragazzi hanno apprezzato molto l'articolo, come hai potuto constatare. Grazie ancora una volta:)


    @Enzo: se tutti i "vecchietti" fossero curiosi e vivaci come te...;)

    Un abbraccio, caro amico!

    RispondiElimina
  18. Bellissimo questo post, complimenti. La teoria del Bing Bang, cmq non potrà mai spiegare come dal NULLA sia nato questo processo. Chissà se si riuscirà mai a spiegarlo. Di fatto, i fondamentalisti religiosi, improvvisandosi scienziati, partono da questa carenza per "dimostrare" il creazionismo.

    RispondiElimina
  19. @sonoattila:grazie della visita e del commento:).


    Concordo con le tue riflessioni sul Big Bang. Non poniamo limiti, comunque, alle risorse umane e alle congiunture fortunate...


    In quanto al creazionismo, non è "dimostrabile" da nessun fondamentalista religioso, in quanto puro atto di fede, che ciascun individuo può o non può professare liberamente:).

    RispondiElimina
  20. Nel momento del "ritorno al futuro" mi sono quasi commosso, proprio come al termine di uno straordinario viaggio. Che bello. PI

    RispondiElimina

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...