Il Big Bang non è più l’inizio dell’Universo, cosa c’è stato prima?

La maggior parte delle generazioni che attualmente abitano il pianeta sono cresciute con l’idea che l’universo sia emerso dal Big Bang. Dal punto di vista che conoscevamo, quello era l’inizio di tutto e non c’era bisogno di chiedersi oltre. Anche se nell’aria volavano incognite, l’idea di un inizio singolare annullava la necessità di chiedersi cosa esistesse prima del Big Bang.

Per decenni astrofisici e cosmologi hanno cercato di capire come sia emerso l’universo come lo conosciamo oggi. Nascono teorie che rompono con gli schemi precedenti, ma poi si stabilizzano e promuovono nuove teorie che finiscono per rovesciarle.

Origini dell’Universo: Dal Big Bang all’Inflazione Cosmica

È così che è emersa la teoria del Big Bang, che affonda le sue radici sia in campo teorico che in campo osservativo/sperimentale. La conoscenza della Teoria della Relatività Generale di Einstein, così come gli studi sui buchi neri, sulla massa e sul vuoto universale, sono stati intrecciati per dare forma al puzzle.

Un universo in espansione

Ma tra tutti, forse il più rivelatore è stato quello postulato da Alexander Friedmann, che scoprì la soluzione dell’universo isotropo. Friedmann ebbe l’idea che l’universo abbia lo stesso aspetto indipendentemente dal modo in cui lo guardi. Quindi postulò i suoi modelli che tenevano conto di un Universo omogeneo e uniforme, dove è contenuto ogni tipo di energia. Così come la materia e le radiazioni.

Da ciò sono derivate due importanti conclusioni. La prima è che sembrava descrivere un universo su scala enorme , dove tutto sembra mediamente simile, ovunque e in tutte le direzioni. E due, le equazioni di Friedmann hanno anche scoperto che l’unico modo possibile per raggiungere questo obiettivo sarebbe che l’Universo non può essere statico. Piuttosto, dovrebbe espandersi o contrarsi. Successivamente è stato dimostrato che questo è vero, proprio ora la nostra casa cosmica si sta espandendo a grande velocità.

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Poi arrivò Edwin Hubble, che per primo calcolò le distanze delle stelle. Poi si apprese che erano molto più lontani di qualsiasi altra cosa nella galassia. Ma anche quelli che erano più lontani si allontanavano a velocità ancora più elevate di quelli che erano più vicini.

Cosa c’entra tutto questo con il Big Bang? Bene, una tale forza deve provenire da un punto che supera i limiti gravitazionali abbastanza da far sì che l’Universo continui ad espandersi. Forza che è venuta dall’esplosione del Big Bang e grazie alla quale continuiamo ad espanderci, fatto che alla fine implica un universo progressivamente meno denso e molto più freddo rispetto alle sue fasi iniziali, dove tutto era più condensato. Ed è qui che cominciano a sorgere i problemi.

Il problema della singolarità del Big Bang

Pensare al Big Bang significa pensare a infinite densità e temperature che una volta accumulate in uno spazio quasi nullo riescono ad espandersi in tale maniera. Ciò che è noto come singolarità. E iniziare con una singolarità dove c’erano temperature e densità arbitrariamente alte e volumi arbitrariamente piccoli, significa che deve aver avuto una configurazione perfetta nell’equilibrio di materia ed energia combinate al suo interno.

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Solo in questo modo si raggiungerebbe il tasso di espansione corretto affinché l’universo continui ad espandersi. Non così velocemente da diventare molto più grande di quello che è, ma non così lentamente da crollare di nuovo. In che modo l’universo che conosciamo oggi è così perfettamente bilanciato in materia ed energia?

Gli scienziati si pongono la stessa domanda da decenni, ma una cosa è certa: comprendere la cosmologia non è un compito facile. Pertanto, molti di loro hanno fatto appello alle condizioni iniziali. Cioè la configurazione iniziale aveva le condizioni giuste e l’universo è nato così e basta. La necessità di chiedersi cosa c’era prima veniva eliminata. Ma poi arrivò Alan Guth a introdurre l’inflazione cosmica.

Inflazione cosmica

L’inflazione cosmica riesce a risolvere alcuni problemi che esistono nella teoria del Big Bang. E lo fa postulando un periodo precedente al caldo Big Bang, in cui l’universo era dominato da una grande costante cosmologica. Questa fase allunga l’Universo piatto, gli conferisce le stesse proprietà in tutte le direzioni ed evita di raggiungere una singolarità.

L’inflazione presuppone che le fluttuazioni quantistiche siano state generate e diffuse in tutto l’universo durante il periodo precedente al Big Bang. In questo senso, fa nuove previsioni su quali tipi di imperfezioni inizierebbe l’Universo.

La teoria fisica classica non descrive più l’inizio dell’universo, a poco a poco stiamo scoprendo nuovi modi di comprendere la nostra esistenza nel cosmo. Sebbene la teoria del Big Bang caldo ci abbia aiutato a fare un enorme passo avanti in questa comprensione, ora non fa più parte dell’inizio dell’universo per gli astrofisici, che hanno deciso di risalire ancora più indietro rispetto a questa grande esplosione.