Dipende se parliamo di universo osservabile o della totalità dell’universo: in quest’ultimo caso non ci è dato sapere se sia finito o infinito. Ecco perché.

Una delle domande più ricorrenti che ci fate nei commenti è se l’universo sia finito o infinito. È una domanda piuttosto interessante, che però ne presuppone un’altra: quanto è grande l’universo? Proveremo a rispondervi attraverso il ragionamento del professor Amedeo Balbi, astrofisico e divulgatore scientifico dell’Università di Tor Vergata di Roma.

Universo Osservabile
Il confine dell’universo osservabile. Credit: Andrea Z. Colvin (creative commons)

Universo: ecco quanto è grande

Sappiamo che l’universo è molto grande, contiene una gran quantità di stelle, galassie e ammassi di galassie, ma anche tantissimo spazio vuoto. Per capire se sia finito o infinito, dobbiamo riprendere il concetto di curvatura dello spazio su grande scala e partire dalle possibili forme dell’universo. Potrebbe, ad esempio, essere chiuso su se stesso come la superficie di una sfera. In questo caso lo spazio sarebbe finito e viaggiando abbastanza a lungo torneremmo al punto di partenza. Può essere aperto, come una specie di sella, o magari piatto senza curvatura. In questi due casi lo spazio sarebbe infinito e si potrebbe continuare a viaggiare per sempre. Le osservazioni scientifiche, però, ci hanno anche detto che la curvatura dell’universo su grande scala è pressoché nulla, quindi potremmo concludere che sia piatto e infinito.

Una cosa molto importante da capire è che l’universo che possiamo osservare è sicuramente finito. Il perché è molto semplice e riguarda la luce. Considerato che la sua velocità è finita (circa 300mila chilometri al secondo), guardare lontano nello spazio significa anche guardare indietro nel tempo. Quando nei nostri articoli vi raccontiamo che una galassia si trova a 2 milioni di anni luce di distanza stiamo dicendo che la sua luce ha impiegato 2 milioni di anni a raggiungerci. In sostanza stiamo vedendo la galassia non come è ora, ma com’era 2 milioni di anni fa.

Altra cosa che sappiamo con certezza è che la storia del nostro universo è iniziata circa 13,8 miliardi di anni fa in uno stato di altissima densità e temperatura che chiamiamo Big Bang. Una cosa è certa: non possiamo guardare più indietro nel tempo di 13,8 miliardi, quindi la luce più lontana che possiamo osservare ha impiegato 13,8 miliardi di anni per raggiungerci. Questo significa che non possiamo guardare oltre una certa distanza nello spazio. È il cosiddetto orizzonte dell’universo, quindi possiamo immaginarla come una bolla sferica attorno alla nostra posizione, dove in ogni direzione c’è una distanza massima che possiamo effettivamente osservare.

Ma quindi è finito o infinito?

Attenzione: lo spazio non finisce all’orizzonte, non c’è un vero e proprio bordo alla fine dell’universo osservabile. Se potessimo spostarci in un altro punto dell’universo vedremmo un altro orizzonte (un po’ come succede sulla Terra, no?), ma purtroppo nell’universo, per quanto possiamo spostarci, l’effetto sull’orizzonte è insignificante. Anche perché dovremmo cambiare posizione per miliardi di anni luce e questo, con la tecnologia attuale, non ci è ancora concesso.

Dobbiamo anche tener presente un’altra piccola “complicazione”: la distanza reale dall’orizzonte a noi NON è 13,8 miliardi di anni luce. La ragione è che lo spazio si espandeva, mentre la luce ci raggiungeva dal momento del Big Bang. Quindi la regione di universo che possiamo osservare è più grande, con un diametro di ben 93 miliardi di anni luce. C’è da perderci il sonno, non è vero? Facciamo un riepilogo.

L’universo osservabile, la regione di spazio interna al nostro orizzonte è grande ma finita ed è anche l’unica da cui possono arrivarci informazioni tramite segnali fisici. Quello che c’è oltre l’orizzonte non potremo mai saperlo e non possiamo nemmeno sapere se l’universo sia finito o infinito. Fuori dal nostro orizzonte lo spazio potrebbe continuare per sempre (o magari no), ma non possiamo stabilirlo sulla base di misurazioni che facciamo restando all’interno dell’universo osservabile. Per quanto siano accurate, infatti, ci sarà sempre una parte che rimarrà nascosta ai nostri occhi.

Riferimenti:

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