Che cosa intendiamo per Universo?
Scienza e Fisica Quantistica
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Scopriamo in anteprima l' E-book di Antonella Ravizza che ci racconta i misteri dell'Universo in 13 grandi domande: da come è nato a come e quando finirà
Antonella Ravizza - 12/12/2023
L’Universo è per definizione tutto lo spazio che ci circonda e tutto ciò che contiene: materia, energia, pianeti, stelle, galassie e tutto il contenuto dello spazio intergalattico. La parte osservabile dell’Universo ha un diametro di 92 miliardi di anni-luce, dove per anno-luce si intende un’unità di misura di lunghezza, corrispondente alla distanza percorsa dalla luce, o da un’altra radiazione elettromagnetica nel vuoto, in un anno e cioè a 9460,5 miliardi di chilometri. Dalla sua osservazione si deduce che esso sia stato governato dalle stesse leggi e dalle stesse costanti fisiche per la maggior parte della sua storia.
La più grande distanza che è possibile osservare è contenuta nell’Universo osservabile e da studi attenti si è potuto verificare che l’Universo tende ad espandersi con un ritmo sempre maggiore. Sono nate tante teorie sulla nascita e sulla fine dell’Universo; per la nascita sappiamo che la più accreditata è la teoria del Big Bang, ma in ogni caso i fisici non sono in grado di stabilire cosa abbia preceduto il Big Bang. Alcuni parlano di modelli di Universo ciclico, altri parlano di multiverso, cioè suppongono che il nostro Universo sia solo uno tra i molteplici che possono esistere.
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Il termine Universo deriva dal latino universus, che significa tutto, intero, infatti è definito come tutto ciò che esiste fisicamente. È possibile concepire lo spazio-tempo separati, incapaci di interagire uno con l’atro, come se ci fossero un gruppo di bolle di sapone separate. Immaginiamo degli osservatori all’interno delle singole bolle, essi non potrebbero in alcun modo interagire con gli altri. Ecco, ciascuna bolla è un Universo, mentre il nostro spazio-tempo è l’Universo. L’insieme di tutte le bolle è chiamato multiverso, mentre gli altri universi separati dal nostro (le altre bolle) sono chiamate differenti dimensionalità o topologie spazio-temporali, che potrebbero avere forme diverse di materia ed energia, con diverse leggi fisiche e diverse costanti fisiche. Secondo un’altra descrizione l’Universo è definito come tutto ciò che nello spazio-tempo connesso può interagire con noi. Secondo la teoria della relatività, però, alcune regioni dello spazio-tempo non potranno mai interagire tra loro, perché l’espansione dello spazio le fa allontanare ad una velocità maggiore della velocità della luce. La parte dell’Universo che invece possiamo vedere si chiama Universo osservabile, e dipende dalla posizione in cui si trova l’osservatore. Quando l’osservatore viaggia, il suo Universo osservabile cambia, si allarga; ma nessun osservatore, nemmeno viaggiando più velocemente possibile, può interagire con tutto lo spazio.
Per noi l’Universo osservabile è rappresentato dalla Via Lattea. Il nostro Sistema Solare, infatti, è incorporato in una galassia composta da miliardi di stelle (la Via Lattea), ma esistono miliardi di galassie più o meno simili. Il sistema solare è il sistema planetario formato da una varietà di corpi celesti mantenuti in orbita dalla forza di gravità del sole; ad esso appartiene anche la terra. È formato dal sole e da otto pianeti, quattro rocciosi interni (Mercurio, Venere, Terra e Marte) e quattro giganti gassosi esterni (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) e dai rispettivi satelliti naturali, da cinque pianeti nani (Cerere, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris) e da miliardi di corpi minori (asteroidi, comete, meteroidi e polvere interplanetaria).
Alcuni studi sulla loro distribuzione e sulla riga spettrale hanno portato alla cosmologia moderna.
