Big Rip, Big Crunch, un collasso, un congelamento e la morte termica: come finirà l’universo? Cerchiamo di capirlo insieme.

Se ci guardiamo indietro, ciò che sappiamo è che tutto ha avuto inizio circa 13,8 miliardi di anni fa da uno stato caldo, denso e in espansione, noto come Big Bang. Ma come finirà tutto quanto? Per rispondere a questa domanda gli scienziati si sono basati sulla fisica della relatività generale e su un universo in espansione. Da un lato la gravità tiene insieme tutto, dall’altra l’espansione tende a separare sempre di più gli oggetti cosmici. Quale di queste forze avrà la meglio? La risposta dovrebbe determinare il destino ultimo dell’universo.

Universo
L’universo attuale ha avuto origine da uno stato infinitamente piccolo, denso e uniforme.
Credit: FAUCHER-GIGUÈRE, A. LIDZ, E L. HERNQUIST, SCIENCE 319, 5859 (47)

Tre possibilità

Per gli scienziati ci sono tre grandi possibilità che riguardano la fine di tutto:

  1. Un Big Crunch. Quando l’universo raggiungerà la sua massima espansione, questo meccanismo si invertirà e lo farà contrarre fino a farlo collassare su se stesso.
  2. Un Big Freeze. L’universo continuerà a espandersi per sempre, ogni cosa si allontanerà al punto da non essere più visibile. Tutte le stelle si spegneranno e resterà solo un grande freddo buio cosmico.
  3. È la situazione limite, fra i due esempi precedenti. L’universo continua a espandersi il più lentamente possibile, senza mai raggiungere un punto critico.

Per capire quale teoria sia quella corretta, tutto ciò che dobbiamo fare è misurare la velocità con cui si espande e come questo tasso cambia nel tempo. Per quel che ne sappiamo, l’universo è composto dallo 0,01% da radiazione, dallo 0,1% da neutrini, dal 4,9% da materia “normale”, dal 27% da materia oscura e dal 68% da energia oscura. Ma se l’energia oscura domina l’espansione, cosa implica per il nostro destino? Ecco i 5 modi in cui tutto potrebbe finire.

I 5 modi in cui l’universo potrebbe finire

  1. L’energia oscura continua a dominare l’espansione. È l’opzione migliore, in base ai dati che abbiamo oggi. Mentre l’universo si espande, la densità di energia oscura rimane costante, facendo sì che il tasso di espansione non arrivi mai a zero. Questo scenario ci porta a un universo in cui alla fine ogni cosa si allontanerà dalle altre e nulla sarà più visibile nel cielo notturno.
  2. L’energia oscura diventa sempre più “potente”. L’energia oscura cambia nel tempo e potrebbe avere una magnitudine maggiore, in futuro. Questo accelererebbe l’espansione nel tempo. Quindi non solo gli oggetti più lontani si allontanerebbero da noi, ma lo farebbero sempre più velocemente. In questo caso l’universo culminerebbe in un Big Rip, nel quale le particelle subatomiche e il tessuto spazio-temporale verrebbero fatti a pezzi.
  3. L’energia oscura potrebbe indebolirsi. L’universo si espanderebbe ancora, ma il deficit di materia ed energia provocherebbe il collasso dello spazio. Un Big Crunch.
  4. L’energia oscura potrebbe trasformarsi in un’altra forma di energia, ringiovanendo l’universo. Se l’energia oscura resta costante, potrebbe non rimanere quella che è per sempre, ma potrebbe essere convertita in materia, in un modo molto simile a quello che avvenne quando l’energia si trasformò in materia dopo il Big Bang.
  5. L’energia oscura distruggerà l’universo. È lo scenario più distruttivo. Se l’energia oscura non fosse il vero valore dell’energia nello spazio vuoto, ma il risultato di simmetrie che si sono rotte all’inizio di tutto? Se così fosse, l’instabilità del vuoto quantistico comporterà la distruzione dell’universo in una specie di bolla che si espande verso l’esterno alla velocità della luce.

Riferimenti:

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