Big Rip

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Universo
Big bang manifold (it).png
Struttura a grande scala dell'universo
Singolarità gravitazionale
Inflazione cosmica
Varianza cosmica
Universo di de Sitter

Il Big Rip (Grande Strappo) è un'ipotesi cosmologica sul destino ultimo dell'Universo.

L'ipotesi si inquadra nella teoria del Big Bang e prevede una continua accelerazione dell'espansione dell'Universo.

Questo modello è stato sviluppato in seguito ad osservazioni di supernovae di tipo Ia in galassie lontane[1][2], che nel 1998 hanno appunto rivelato che l'espansione dell'Universo sta accelerando, un risultato inizialmente sorprendente per molti cosmologi.

L'ipotesi[modifica | modifica sorgente]

La chiave della teoria è nell'ammontare di energia oscura nell'Universo. Se l'energia oscura fosse superiore ad un certo valore, tutta la materia verrebbe, alla fine, fatta letteralmente a pezzi.

Il valore da considerare è w ossia il rapporto tra la pressione dell'energia oscura e la sua densità. Se w < −1 l'Universo verrà alla fine frantumato. Il conto alla rovescia sarebbe catastrofico: prima le galassie verrebbero separate le une dalle altre, poi la gravità sarebbe troppo debole per tenerle assieme e le stelle si separerebbero. Circa tre mesi prima della fine, i pianeti si separerebbero dalle stelle. Negli ultimi minuti, le stelle e i pianeti sarebbero disintegrati, e gli atomi verrebbero distrutti una frazione di secondo prima della fine. In seguito, l'Universo sarebbe ridotto ad una serie di particelle elementari isolate le une dalle altre, in cui ogni attività sarebbe impossibile. Poiché ogni particella sarebbe impossibilitata a vedere le altre, in un certo senso l'Universo osservabile si ridurrebbe effettivamente a zero.

Gli autori di questa ipotesi, un gruppo diretto da Robert Caldwell del Dartmouth College, hanno calcolato che il tempo intercorrente da oggi alla fine dell'universo è dato da:

t_{rip} - t_0 \approx \frac{2}{3|1+\omega|H_0\sqrt{1-\Omega_m}}

dove \omega è il valore della forza repulsiva dell' energia oscura, H0 è la costante di Hubble e Ωm il valore attuale della densità complessiva di materia dell'universo.

Ponendo ad esempio ω = −1,5, H0 = 70 km/s/MPsec ed Ωm = 0,3 ne deriva che il momento finale sarebbe circa 3,5 × 1010  anni dopo il Big Bang, il che equivale a circa 2,1 × 1010  (21 miliardi) di anni da adesso.[3] Nonostante sembri un tempo lungo è comunque molto meno di quanto qualunque altra teoria cosmologica ipotizzi, va però precisato che non è possibile stabilire con precisione il valore di ω, e che potrebbe essere molto vicino a -1, posticipando sensibilmente l'evento.

Alcuni studi[4] hanno mostrato che tali modelli sono compatibili con le osservazioni ed, anzi, in alcuni casi addirittura in maggior accordo con i dati rispetto ad altri che prevedono un arresto dell'accelerazione cosmica.

Implicazioni per il destino ultimo dell'universo[modifica | modifica sorgente]

Alla fine la materia e l'energia si dissolveranno anch'esse, i buchi neri assorbiranno il restante, evaporando poi tramite la radiazione di Hawking; solo i fotoni continueranno ad esistere, senza gravità. Alcuni scienziati, che accettano il modello, sostengono che il tempo si fermerà e si annulleranno le dimensioni e le distanze.[5] Roger Penrose, nel libro Dal Big Bang all'eternità, afferma che l'infinitamente piccolo allora equivarrà all'infinitamente grande, e l'universo apparentemente freddo e morto potrebbe così dare origine, per effetto dell'annullamento delle leggi fisiche precedenti, ad un nuovo Big Bang (la bassa entropia sarebbe la stessa della nascita del primo universo), anche se diverso da quello della teoria del Big Bounce. L'attuale universo sarebbe uno degli infiniti "eoni" (ognuno della durata di 10100) che costituiscono l'eterno universo. Penrose afferma che la prova sarebbe contenuta nella radiazione di fondo.[6][7] Anche la teoria delle stringhe e quella delle bolle affermano che la distruzione dell'universo attuale non indica la fine dell'esistenza.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Goldhaber, G. and Perlmutter, S, "A study of 42 type Ia supernovae and a resulting measurement of Omega(M) and Omega(Lambda)", Physics Reports-Review section of Physics Letters 307 (1-4): 325-331 Dec. 1998.
  2. ^ Garnavich PM, Kirshner RP, Challis P, et al. "Constraints on cosmological models from Hubble Space Telescope observations of high-z supernovae" Astrophysical Journal 493 (2): L53+ Part 2 Feb. 1 1998.
  3. ^ Robert R. Caldwell, Kamionkowski, Marc and Weinberg, Nevin N., "Phantom Energy and Cosmic Doomsday" in "Physical Review Letters",, 91,, 2003, pp. 071301,, arΧiv:astro-ph/0302506.
  4. ^ (EN) si veda ad esempio The State of the Dark Energy Equation of State di Alessandro Melchiorri, Laura Mersini, Carolina J. Odman, Mark Trodden
  5. ^ "Il tempo sta rallentando e si fermerà del tutto"
  6. ^ Prima del Big Bang? Un altro universo identico: la teoria di Roger Penrose divide i cosmologi
  7. ^ L'universo prima del Big Bang

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]