Anche se nell’ultimo secolo abbiamo fatto progressi significativi, c’è ancora molto da scoprire sull’universo primordiale. Ecco cosa accadde (forse) una frazione di secondo dopo il Big Bang.

Partiamo da ciò che sappiamo. Circa 13,8 miliardi di anni fa l’universo era incredibilmente caldo, ad una temperatura di oltre un quadrilione di gradi. Ed era incredibilmente piccolo, delle dimensioni di una pesca. Gli astronomi sospettano che quando l’universo aveva meno di un secondo di vita, abbia attraversato una fase di espansione rapida, nota come inflazione. Fu l’evento chiave del Big Bang: in meno di un battito di ciglia, il nostro universo si è ingrandito di almeno 1052. Conclusa questa espansione, qualunque cosa abbia causato l’inflazione è sparita, inondando il cosmo di materia e radiazioni.

Il Big Bang. Credit: Nicole Rager Fuller/National Science Foundation

Pochi minuti dopo emersero i primi elementi. Prima di allora, l’universo era troppo caldo e denso perché si potesse formare qualcosa di stabile. Era un gigantesco miscuglio di quark (i mattoni fondamentali dei nuclei atomici) e gluoni (i vettori della forza nucleare). Ma già dopo una dozzina di minuti, l’universo si era già raffreddato ed espanso abbastanza da permettere ai quark di legarsi, formando i primi protoni e neutroni. Quei protoni e neutroni avrebbero poi prodotto idrogeno ed elio (e un po’ di litio), che dopo centinaia di milioni di anni avrebbero costruito le prime stelle e galassie.

Cosa non sappiamo della nascita dell’universo

Tra le incognite sul Big Bang, c’è tutta la questione della materia oscura. Non la vediamo, ma sappiamo che rappresenta oltre l’80% della materia che forma l’universo. Abbiamo le idee abbastanza chiare su come la materia normale abbia avuto origine da quella zuppa calda e densa che formava il cosmo primordiale, ma non sappiamo quando e come la materia oscura sia apparsa sulla scena.

Poi c’è l’inflazione stessa. Non sappiamo cosa abbia fornito l’energia necessaria a far espandere l’universo in quel modo, ma non sappiamo nemmeno cosa lo abbia fermato e rallentato. Forse l’inflazione è durata più a lungo di quanto non credessimo, piuttosto che per una piccola frazione di secondo come abbiamo ipotizzato.

Per non parlare dell’asimmetria fra materia e antimateria. Gli esperimenti sulla Terra ci mostrano che materia e antimateria sono perfettamente simmetriche. Per ogni particella di materia, ce n’è una corrispondente di antimateria. Ma quando ci guardiamo intorno, nel cosmo, vediamo un mucchio di materia e nemmeno una goccia di antimateria. Qualcosa di incredibile dev’essere accaduto nei primi secondi del Big Bang per aver sbilanciato l’equilibrio fino a questo punto.

C’è poi la possibilità che l’universo primordiale possa aver prodotto una marea di buchi neri. Quelli che vediamo attualmente derivano tutti dalla morte di stelle massicce. Sono gli unici luoghi in cui la densità della materia può raggiungere le soglie critiche necessarie per innescare la formazione dei buchi neri. Ma nell’universo primordiale alcune zone del cosmo potrebbero aver raggiunto una densità sufficiente per innescare la formazione di buchi neri senza passare dalle stelle. Forse.

Riferimenti: Space.com

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