Che cos’è il Big Bang e in che modo ha creato l’Universo?

Un evento affascinante e discusso, che ha dato vita all’Universo circa 13,8 miliardi di anni fa. Scopriamo in cosa consiste

“Come è nato l’Universo?” Questa domanda nella storia è stata al centro del doloroso dibattito tra Scienza e Religione,  che ancora oggi vede le due posizioni nettamente divise da un divario incolmabile. La Scienza una risposta l’ha trovata già da parecchio: la creazione dell’Universo è avvenuta attraverso il Big Bang.

Il Big Bang ha dato vita all’Universo circa 13,8 miliardi di anni fa. Ma, se questo evento sembra ormai accreditato e dato per vero da chi appoggia la fazione scientifica, ancora non si ha la piena chiarezza sul perché sia avvenuto e quali siano state le cause a generare questa esplosione.

Che cos’è il Big Bang?

Big Bang significa “grande esplosione” ma il fuoco c’entra ben poco. Infatti, più che fuoco e fiamme, il nome deriva da una forza centrifuga potentissima, o meglio da una rapida dilatazione dello Spazio che ha provocato una rarefazione della materia contenuta in un punto microscopico fino ad allora.

Questo punto infinitamente denso è esploso e ha portato alla creazione di pianeti e galassie espandendosi. Ad oggi, l’ esplosione non si è fermata, ha solo rallentato la sua corsa ma persiste.

Non sappiamo nulla di cosa ci fosse prima del Big Bang, né sappiamo se saremo mai in grado di ricostruirlo. Infatti, si tratta probabilmente di un quesito la cui risposta va oltre la capacità scientifica attuale e, probabilmente, futura.

Concetto di singolarità

La singolarità in fisica corrisponde al punto in cui le equazioni perdono significato. Il buco nero è uno degli esempi più famosi di singolarità: qui la gravità è talmente elevata che incurva lo spaziotempo e non permette a nulla di uscire dal suo interno, nemmeno la luce.

Secondo la realatività generale, il Big Bang è partito da una singolarità che né la relatività generale, né la meccanica quantistica riescono a descrivere

Le fasi della creazione dell’Universo

L’esplosione o l’espansione rapidissima di questo punto cosmico, sarebbe avvenuta in più fasi, ma oggi vogliamo citare quelle più importanti e decisive:

Fase della Grande Unificazione

Questa fase, anche detta fase di Planck, ha visto come protagonista il nostro punto o singolarità, un condensato di energia e materia che di base erano mescolate insieme: non c’era differenza tra le due, semplicemente convivevano secondo delle leggi ancora oggi sconosciute, in quel piccolo punto.

Fase dell’Inflazione

L’esplosione di questa singolarità ha dato origine dal fenomeno dell’inflazione. La velocità inimmaginabile con cui il punto di energia e materia è esploso, ha fatto sì che avvenisse un’espansione iniziale estremamente rapida, dovuta alla grande pressione negativa. La teoria prevede che l’espansione esponenziale dell’universo sia stata provocata da un campo di energia chiamato inflatone.

Fase elettrodebole

Dopo un tempo talmente breve da faticare a scriverlo per la quantità di zeri, l’Universo ha iniziato a raffreddarsi fino a raggiungere un miliardo di gradi senza però smettere di espandersi, infatti passò rapidamente da un diametro di 10 metri a 1 milione di chilometri. In questa fase, è avvenuto l’episodio fondante dell’Universo, ovvero la divisione dell’energia iniziale.

Questa divisione dell’energia primordiale contenuta nella singolarità ormai esplosa, ha dato vita alle quattro componenti dell’Universo:

• Interazione gravitazionale
• Interazione elettromagnetica
• Interazione nucleare forte
• Interazione nucleare debole

Tutti questi elementi collaborano nell’Universo e permettono alle particelle elementari di interagire tra loro e formare gluoni, quark ed elettroni, secondo le regole stabilite dalle quattro componenti. Senza, non avrebbero potuto interagire e quindi non si sarebbero mai creati gli atomi.

Fase della materia

Una volta ottenuti gli atomi, ovvero la bellezza di 380.000 anni dopo il Big Bang, gli elettroni si combinarono con i nuclei e la materia, la stessa che era stata espansa durante la fase di inflazione in modo disomogeneo e casuale. Così sono nate le protogalassie.

Successivamente, dopo 3 miliardi di anni dal Big Bang, l’Universo ha assunto un aspetto simile a quello che conosciamo.

Una caratteristica interessante dell’Universo è il suo colore. Ovviamente la colorazione deriva da quella che possiamo chiamare “somma luminosa” dei corpi celesti. La loro luce unita dà una particolare tonalità di bianco, detto: cosmic latte con codice #fff8e7.

La prova definitiva che il Big Bang è davvero avvenuto

La radiazione cosmica di fondo è stata la prova decisiva che ha permesso di accettare come vera la teoria del Big Bang. Consiste in una sorta di eco delle radiazioni tutt’ora presenti nell’Universo e che risalgono ai tempi del Big Bang: una enorme quantità di fotoni residui, sopravvissuti dai tempi del calore primordiale, che prendono il nome di “radiazione cosmica di fondo”

La loro presenza nell’Universo è una conferma che il Big Bang sia davvero avvenuto.

Cosa succederà in futuro?

Ora che abbiamo visto cosa è successo durante il Big Bang, analizzandone le fasi principali, sorge spontaneo chiedersi fin dove si spingerà, o meglio, ci spingerà questa esplosione mai estinta.

La teoria più accreditata è che questa forza centrifuga porterà i corpi celesti a distanze sempre maggiori, fino ad aree talmente fredde dell’Universo da essere avverse alla vita, ma ci vorranno miliardi di anni perché questo avvenga, perciò speriamo che prima o poi si trovi una soluzione per fermare questo moto inesorabile.

L’ ipotesi appena descritta prende il nome di Big Chill (raffreddamento), ma è solo una delle tante che, a loro volta, hanno finali altrettanto distruttivi. Secondo la teoria Big Crunch, ad esempio, l’Universo ad un certo punto subirà una contrazione in se stesso e collasserà. Invece, per i sostenitori della Big Rip, “grossa lacerazione”, l’espansione provocherà uno smembramento dell’Universo.

Insomma, tutte ipotesi molto favorevoli alla nostra sopravvivenza.

Teorie contrarie al Big Bang

Non stiamo parlando di religione, ma sempre di Scienza.

La più importante delle contro-teorie proposte in contrapposizione a quella del Big Bang è quella del Big Bounce. Nome simile, ma spiegazione differente.

Si tratta di una teoria cosmologica ipotizzata dal fisico tedesco Martin Bojowald, esperto di gravità quantistica e cosmologia quantistica, e del suo team della Pennsylvania State University, risalente al 2007. Secondo loro, il Big Bang è stato solo una fase di rimbalzo destinata a ripetersi nel tempo. Ovvero: l’Universo si espanderà fino ad un certo punto, per poi contrarsi e fare riavvenire un grosso contatto che provocherà nuovamente un’espansione, e così via.

Un po’ come se l’Universo fosse una fisarmonica destinata ad allargarsi, accorciarsi e “riesplodere” o meglio, rimbalzare, per l’eternità in loop.

In conclusione, nonostante ci piacerebbe scoprire cosa ci fosse prima di questa grande esplosione, ci accontentiamo della spiegazione del Big Bang e rimaniamo stupefatti da quanto da un punto così piccolo e potente, sia nato un Universo tanto grande e infinito.