Cultura

ENERGIA OSCURA

LIVIO GHIRINGHELLI - 25/02/2022

Embrione della moderna teoria del big bang George Lemaître, fisico belga, formula su questo inizio del tempo una soluzione per cui lo spazio-tempo dell’universo si espande e le galassie più lontane recedono, cioè si allontanano da tutto, con una velocità tanto più elevata quanto maggiore è la loro distanza. Tutto dovrebbe essere nato fra dieci e venti miliardi di anni fa da un punto minuscolo, un atomo primigenio.

La cosmologia del XX secolo può ricostruire in dettaglio l’evoluzione dell’universo, perché misura con precisione le caratteristiche delle sue strutture. L’espansione parossistica iniziale ha mantenuto la proprietà di dilatarsi indefinitamente. I fotoni primordiali intrappolati dalla materia per centinaia di migliaia di anni, svincolati, hanno incominciato a correre liberi ovunque, mentre le onde gravitazionali primigenie, protette dalla loro debolezza, hanno vagato libere sin dal primo istante. Sogno di tutti gli scienziati è di registrare le onde gravitazionali fossili.

Di contro si avrebbe il Big crunch, se le interazioni tra le galassie portassero al conglomerarsi in un insieme materiale indistinto con lo spazio-tempo riportato a dimensioni puntiformi. Il meccanismo che spinge tutto lontano da tutto a velocità crescente si chiama energia oscura. Un tempo inutile caratterizzerebbe la prospettiva della morte termica del nostro universo.

Con l’astrofisico inglese sir Arthur Stanley Eddington si ha una conferma alla relatività generale di Einstein, che vede lo spazio contrarsi e il tempo dilatarsi nelle vicinanze dei grandi corpi celesti. L’universo gigantesco è costituito da un’immensa ragnatela di galassie separate da enormi spazi vuoti. Per quanto concerne le dimensioni di una galassia si calcola che per raggiungere il centro della nostra Via Lattea si dovrebbe coprire la distanza di circa 26.000 anni luce. Non si potrebbe più parlare allora di adesso, di simultaneità. La luce oggi registrata nello stesso istante da corpi distribuiti a distanze molto diverse tra loro è stata emessa nel passato in momenti differenti. L’energia emessa sotto forma di onde gravitazionali poi ci offre informazioni preziose su presenza e caratteristiche dei buchi neri, di cui si sospettava a malapena l’esistenza, oggetti massicci e robusti, molto densi, tenuti da una mostruosa forza di gravità, che racchiudono la massa di tanti soli in un volume di poche decine di km di diametro.

I buchi neri scoperti finora si dividono in stellari e super-massicci. I primi hanno densità mostruosa e in un volume modesto concentrano la massa di decine di soli. La massa non è distribuita in modo uniforme nello sferoide scuro racchiuso. Si pensa che si concentri tutta nel punto al centro del volume di dimensioni infinitesime, regione di curvatura infinita. Lo sferoide risulterebbe schiacciato ai poli; una tale concentrazione di materia produce una curvatura dello spazio-tempo che tende all’infinito. La concentrazione puntiforme violerebbe il principio di indeterminazione. Attorno al buco nero si forma un enorme alone di materia ionizzata, che prende il nome di disco di accrescimento. In alcuni casi vengono emessi anche getti di materia dai poli. I buchi neri super-massicci invece possono raggiungere dimensioni di molti miliardi di km. La densità media però è molto bassa, più sono pesanti, meno sono densi.

Le particelle stabili costituiscono la base di tutte le forme permanenti di materia nell’ambito dell’infinitamente piccolo, nessun segno di logoramento, di consunzione, il tempo scorre senza lasciare dietro di sé la minima intaccatura. Non si potrebbe altrimenti dar vita a organismi complessi come quelli biologici.