Dopo oltre un secolo di dibattiti sull’età dell’universo, finalmente conosciamo la sua età: 13,8 miliardi di anni. Ecco come facciamo a saperlo.
Quanti anni ha l’universo? Per generazioni si è discusso se l’universo fosse sempre esistito, se avesse avuto un inizio o se fosse qualcosa di ciclico. A partire dal XX e XXI secolo, non solo abbiamo tratto una conclusione scientifica a questa domanda (l’universo è iniziato con il Big Bang), ma siamo stati anche in grado di individuare con precisione quando si è verificato quell’inizio.
Inizia dalle stelle
Il modo più semplice e diretto per misurare l’età dell’universo è guardare gli oggetti che contiene: le stelle, ad esempio. Quelle più grandi, più blu e più luminose consumano prima il loro combustibile. Quando osserviamo un gruppo di stelle, possiamo dire quanti anni hanno, semplicemente guardando quali tipi di stelle ci sono ancora e quali classi di stelle sono invece scomparse.
Poi ci sono gli ammassi globulari, che si trovano nella maggior parte delle grandi galassie (compresa la Via Lattea). Quando li osserviamo, possiamo misurare i colori e la luminosità di molte stelle all’interno: questo ci permette anche di determinarne l’età. Nonostante le incertezze matematiche, c’è una grande popolazione di ammassi globulari anche all’interno della Via Lattea, con un’età di 12 miliardi o più.
Possiamo quindi concludere che esiste un limite minimo dell’età dell’universo di circa 12,5-13 miliardi di anni in base alle stelle che osserviamo. Ciò però non ci dice con precisione l’età dell’universo. Per fortuna, in nostro aiuto arriva la mitica Relatività Generale di Einstein, con la quantità di materia ed energia dell’universo e il suo tasso di espansione.
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La relazione fra quantità di materia ed energia e tasso di espansione dell’universo venne elaborata per la prima volta nel lontano 1922 da Alexander Friedmann. Le equazioni che ci hanno permesso di ricavare l’età dell’universo sono note come equazioni di Friedmann. Per quanto ne sappiamo, l’universo contiene il 68% di energia oscura, il 27% di materia oscura, il 4,9% di materia ordinaria, lo 0,1% di neutrini, lo 0,01% di fotoni (particelle di luce o radiazioni) e meno dello 0,4 di tutto il resto.
Grazie ai dati di satelliti come WMAP e Planck, sappiamo pure che il tasso di espansione dell’universo è di 68 km/s/Mpc (chilometri al secondo per megaparsec), con un’incertezza di appena l’1-2%. E quando andiamo a calcolare l’età dell’universo, otteniamo 13,8 miliardi di anni, coerentemente con ciò che sappiamo sulle stelle.
Non può essere un miliardo di anni più vecchio o più giovane di questa cifra, a meno che tutta una serie di cose che abbiamo misurato non ci abbia portato a conclusioni errate. A meno che il cosmo non ci stia fregando, quindi, sappiamo che il Big Bang si è verificato tra 13,67 e 13,95 miliardi di anni fa. Né più, né meno.
Riferimenti: Big Think
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