Quale destino per l'universo

O il nostro Universo continuerà ad esistere per sempre, o prima o poi cesserà di esistere nella sua forma presente. Questo articolo tratta delle teorie scientifiche sulla fine dell'Universo. Molte teorie filosofiche o religiose hanno postulato una fine dell'Universo: il tema è argomento dell'escatologia.

Teorie scientifiche sulla fine dell'Universo
Fino a tempi piuttosto recenti, anche la visione scientifica dell'Universo era quella di un'esistenza eterna e senza cambiamenti. Dopo la scoperta di un Universo in espansione ad opera di Edwin Hubble all'inizio del XX secolo, la nozione di un inizio e, di conseguenza, di una fine fu all'improvviso soggetta all'investigazione scientifica.

Le teorie possono essere divise in tre gruppi principali:

  • che, nonostante le osservazioni, l'Universo è eterno come prima si pensava: la teoria dello stato stazionario e l'Universo oscillante 
  • che l'Universo ha avuto un inizio, ma non avrà una fine vera e propria: la morte termica dell'Universo e il Big Rip (Grande Strappo) 
  • che l'Universo ha avuto un inizio, ed avrà una fine ben definita: il Big Crunch

Il primo gruppo non è discusso in questo articolo, perché nega l'idea stessa di una fine dell'Universo. In queste teorie, qualche tipo di attività significativa può durare per sempre.

Tutte le teorie devono conciliarsi con la relatività generale, che fornisce uno sfondo teorico comune per le speculazioni cosmologiche. La maggior parte di queste teorie sono soluzioni delle equazioni della relatività generale, cambiando parametri come la densità media, la costante cosmologica, e così via.

Tempo infinito, ma vita finita
In un Universo aperto, la Relatività Generale mostra come l'Universo può esistere indefinitivamente nel futuro, ma si stabilizzerà in uno stato dove la vita come la conosciamo cesserà di esistere. Per esempio, questa è una possibile cronologia, basata sulle teorie fisiche contemporanee, di un universo aperto che va incontro ad una morte termica:

1014 anni -- tutte le stelle si sono raffreddate 
1015 anni -- tutti i pianeti si sono separati dalle stelle 
1019 anni -- la maggior parte delle stelle si è separata dalle galassie 
1020 anni -- le orbite di ogni tipo sono decadute grazie alla radiazione gravitazionale 
1031 anni -- decadimento del protone, se le teorie di grande unificazione sono giuste 
1064 anni -- i buchi neri stellari evaporano grazie al processo di Hawking 
1065 anni -- tutta la materia è diventata un liquido allo zero assoluto 
10100 anni -- i buchi neri supermassicci evaporano grazie al processo di Hawking 
101500 anni -- tutta la materia decade in ferro (se il protone non è decaduto prima) 
10100,000,000,000,000,000,000,000,000 anni (101026) -- limite inferiore perché tutta la materia venga inglobata in buchi neri 
1010,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 anni (101076) -- limite superiore perché tutta la materia venga inglobata in buchi neri. 
Nel 2003, la rivista americana New Scientist pubblicò un articolo di Robert R. Caldwell, Marc Kamionkowski e Nevin N. Weinberg in cui essi, in base ad alcune osservazioni, facevano l'ipotesi che la fine dell'Universo possa avvenire come un "Big Rip" (Grande Strappo), che distruggerebbe la struttura fisica dell'Universo.

In questo modello, una costante cosmologica causa un'accelerazione del ritmo di espansione dell'Universo. Portata all'estremo, un'espansione costantemente accelerata significa che ogni oggetto fisico dell'Universo, a partire dalle galassie per finire con gli esseri umani individuali, i batteri e i granelli di sabbia, sarà alla fine fatto a pezzi e quindi ridotto a particelle elementari. L'universo sarà allora ridotto a singole particelle elementari che accelereranno per sempre le une via dalle altre.

Tempo finito e vita finita - Il Big crunch
Il Big crunchLa teoria del Big Crunch è una visione simmetrica della vita dell'Universo. Così come il Big Bang ha iniziato un'espansione cosmologica, questa teoria suppone che la densità media dell'Universo sia sufficiente a fermare l'espansione e ad iniziare una contrazione cosmica.

Non si sa bene quale sarebbe il risultato: una semplice estrapolazione vedrebbe tutta la materia e lo spazio-tempo dell'Universo collassare in un punto matematico, una singolarità gravitazionale senza dimensioni, ma a queste scale occorrerebbe considerare gli effetti della meccanica quantistica, ignorati dalla relatività generale. Alcuni usano quest'opportunità per postulare un Universo oscillante, che inizia di nuovo ad espandersi.

La vita in un Universo mortale
Alcuni fisici famosi hanno speculato che una civiltà avanzata potrebbe usare un ammontare finito di energia per sopravvivere un tempo effettivamente infinito. La strategia è quella di avere brevi periodi di attività, alternati da periodi di ibernazione sempre più lunghi (vedi l'articolo sull'intelligenza eterna di Dyson).

Anche il contrario è vero, per una civiltà che si trovasse nel mezzo del Big Crunch. Qui, un ammontare infinito di tempo soggettivo può essere estratto dal tempo finito rimanente, usando l'enorme energia del Big Crunch per "accelerare" la vita più di quanto il limite si stia avvicinando (vedi il Punto Omega di Frank J. Tipler).

Anche se possibile in teoria, non è ben chiaro se possa esistere una possibilità pratica di utilizzare tali meccanismi, per quanto avanzata possa essere una civiltà.
[fonte astrofili]

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