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L’Universo potrebbe tornare a rimpicciolirsi?


Un nuovo modello cosmologico mostra che l’Universo, finita la fase di espansione, potrebbe tornare a farsi piccolo. E dal grande rimbalzo potrebbe tornare a crescere.


UN GRANDE rimbalzo dopo la grande esplosione. È questa, in una manciata di parole, la suggestiva idea di due scienziati, Steffen Gielen, dell’Imperial College London, nel Regno Unito, e Neil Turok, del Perimeter Institute di Waterloo, in Canada: come spiegato sulle pagine di Physical Review Letters, infatti, i ricercatori suggeriscono un nuovo modello cosmologico in cui l’Universo, esaurita l’attuale fase di espansione, potrebbe cominciare a rimpicciolirsi fino a diventare puntiforme per poi “rimbalzare” (donde l’uso dei termini “Big Bounce”, ovvero rimbalzo) e finalmente tornare a crescere, ricominciando il proprio ciclo vitale.

Prima di addentrarci nei dettagli del modello, facciamo un passo indietro. Una delle teorie cosmologiche, chiamata inflazione cosmica, postula che l’attuale Universo sia nato da una cosiddetta “singolarità”, termine con cui i fisici designano un punto a infinità densità di materia ed energia. Tale singolarità sarebbe esplosa all’improvviso, proiettando violentemente verso l’esterno materia ed energia in tempi rapidissimi. Il problema è che le leggi della fisica tradizionali non valgono nei punti di singolarità, quindi è pressoché impossibile prevedere precisamente cosa possa essere avvenuto prima della grande esplosione. Per questo motivo (ma non solo), la teoria dell’inflazione è da tempo oggetto di un acceso dibattito nella comunità dei cosmologi, anche se è considerata “il re non ancora detronizzato”, come ha dichiarato al New Scientist l’astrofisico Robert Caldwell, del Darmouth College.

Il modello del “grande rimbalzo” è ritenuto, al momento, una delle più valide alternative all’inflazione cosmica. In questo scenario, il nostro Universo sarebbe nato in seguito alla contrazione di un Universo precedente, un processo che potrebbe ripetersi ciclicamente. È proprio questa l’idea che hanno esplorato Turok e Gielen, facendo qualche aggiustamento alla teoria. “Finora, il modello del Big Bounce”, spiega Turok, “aveva bisogno di aggiustamenti e assunzioni per evitare di incappare nella singolarità. Nel nostro studio, abbiamo tentato un approccio completamente nuovo, per semplificare lo scenario”.

A dirla tutta, il modello non è poi così semplice, almeno per i profani: sostanzialmente, l’idea alla base è che ad altissima energia – come doveva certamente essere quella dell’Universo puntiforme – la materia si comporti come la luce. Ovvero, più precisamente, che la luce sia un’invariante di scala, cioè che le equazioni che descrivono il suo comportamento non siano legate alla sua energia né alle dimensioni dell’Universo in cui è contenuta. In altre parole, secondo il modello di Turok e Gielen, è possibile che tutta la materia presente nell’Universo si contragga e si espanda senza necessariamente passare attraverso una singolarità che alteri le leggi fisiche che ne regolano il comportamento.

“L’Universo può contrarsi fino a un punto e poi espandersi senza che la luce ‘se ne renda conto'”, ha spiegato Turok. “È questo, rozzamente parlando, quello che succede nel nostro modello”. Al momento, i due scienziati hanno applicato il loro principio a un modello “semplificato” di Universo, omogeneo in tutte le direzioni, non molto realistico ma l’unico che ha consentito di risolvere esattamente le equazioni della teoria. “Si tratta di un risultato molto interessante”, ha commentato ancora Caldwell. “Il modello proposto evita l’introduzione di assunzioni e particelle extra. È un passo importante verso lo sviluppo di una teoria alternativa all’inflazione cosmica”. Ci sarà ancora molto da lavorare, adesso, per far tornare i conti usando un modello di Universo più realistico, non omogeneo e che preveda la presenza e la formazione di strutture come stelle, galassie e pianeti. E le cose, inutile dirlo, si faranno molto più complicate.

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