La morte dell'universo - Renée Hlozek

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La forma, il contenuto e il futuro dell'universo sono tutti collegati. Sappiamo che è prettamente piatto; sappiamo che è fatto di materiale barionico (come le stelle e i pianeti), ma anche di molta energia oscura, e sappiamo ancora che è in continua espansione al punto che le stelle si spegneranno lasciando freddo e buchi neri. Renéè Hlozek spiega la meraviglia di questa fine oscura.
Lezione di Renée Hlozek, animazione di Giant Animation Studios.

Quando guardiamo il cielo di notte

restiamo stupiti dalla sua infinita vastità.

Ma come apparirà il cielo

tra miliardi di anni?

Un certo tipo di scienziati,

chiamati cosmologi,

cerca la risposta a questa stessa domanda.

La fine del'universo è strettamente legata

a ciò che esso contiene.

Più di 100 anni fa

Einstein elaborò la teoria della relatività generale

caratterizzata da equazioni che ci aiutano

a comprendere la relazione

tra la materia di cui è fatto l'universo

e la sua forma.

Pare che lo spazio

possa essere curvilineo
come un pallone o una sfera.

Perciò definiamo lo spazio
positivamente curvo e chiuso.

Potrebbe anche avere la forma di una sella.

Lo definiamo negativamente curvo e aperto.

O potrebbe essere piatto.

Tale forma determina

come l'universo vivrà o morirà.

Ora sappiamo che probabilmente
l'universo è piatto.

Ma i suoi componenti

possono ancora influire sul suo destino.

Possiamo calcolare come cambierà l'universo

con il passare del tempo

se calcoliamo la quantità o la densità energetica

dei vari componenti presenti oggi nello spazio.

Dunque di cosa è fatto l'universo?

L'universo contiene tutte le cose che vediamo

come le stelle, i gas e i pianeti.

Questi sono definiti come materia ordinaria o barionica.

Anche se li vediamo attorno a noi

la complessiva densità energetica di tali componenti

è in realtà molto ridotta,

stimata all'incirca a 5 per cento dell'energia totale.

E ora parliamo del restante 95 per cento.

Solo il 27 per cento della restante

densità energetica dell'universo

è fatto di quello che chiamiamo materia oscura.

La materia oscura interagisce limitatamente con la luce,

perciò non brilla e non riflette la luce

come le stelle ed i pianeti,

ma per il resto

si comporta come la materia ordinaria:

attira le cose con la forza gravitazionale.

Infatti l'unico modo per rintracciare la materia oscura

è tramite l'interazione gravitazionale,

cioè come gli oggetti vi orbitano attorno

e come questa fletta la luce

mentre quest'ultima incurva lo spazio attorno.

Non abbiamo ancora scoperto la particella
della materia oscura,

ma gli scienziati di tutto il mondo stanno cercando

questa particella sfuggente

e gli effetti della materia oscura sull'universo.

Ma non siamo ancora al 100 per cento.

Il restante 68 per cento

della densità energetica dell'universo

è composto dall'energia oscura

che è ancora più misteriosa della materia oscura.

L'energia oscura non si comporta affatto

come gli altri tipi di materia che conosciamo

e si comporta piuttosto come la forza antigravitazionale.

Noi diciamo che questa energia
ha una pressione gravitazionale

che la materia ordinaria e quella oscura non hanno.

L'universo, invece di comprimersi

a causa della gravità,

sembra estendersi

ad una velocità sempre maggiore.

L'idea dominante sull'energia oscura

è che sia una costante cosmologica.

Ciò significa che ha una strana proprietà

che la estende con l'aumentare
del volume dello spazio

in modo da mantenere
la sua densità energetica costante.

Quindi con l'espandersi dell'universo,

come sta accadendo anche in questo momento,

ci sarà sempre più energia oscura.

Dal canto loro, la materia oscura

e quella barionica

non si espandono insieme all'universo,

ma diventano più diluite.

A causa di tale proprietà

della costante cosmologica

il futuro universo sarà sempre più dominato

dall'energia oscura,

diventando sempre più freddo

ed espandendosi sempre più velocemente.

Probabilmente, l'universo esaurirà i gas

necessari per formare le stelle

e le stesse stelle esauriranno il loro alimento

e si spegneranno

lasciando l'universo ricco di buchi neri.

Con l'andare del tempo,

anche i buchi neri evaporeranno,

lasciando l'universo completamente freddo e vuoto.

Questo è ciò che noi definiamo la fine dell'universo.

Nonostante possa sembrare deprimente

vivere in un universo

che finirà per congelarsi

e restare senza vita,

la fine del nostro universo

è in realtà in totale simmetria

alla sua bollente esplosione iniziale.

Chiamiamo questa fine accelerata

dell'universo, una fase de Sitter,

il cui nome deriva dal matematico olandese

Willem de Sitter.

Tuttavia, riteniamo

che l'universo abbia avuto un'altra fase

dell'espansione de Sitter

nella primissima fase della sua vita.

Chiamiamo questo periodo inflazione,

in cui, poco dopo il Big Bang,

l'universo si è espanso rapidamente

per un breve periodo.

Per cui, l'universo terminerà

nello stesso modo in cui è nato,

rapidamente.

Viviamo in un periodo straordinario

per la vita dell'universo

in cui potremmo cominciare a comprendere

il suo viaggio

e la storia

che si presenta ai nostri occhi

nel cielo.