Teoria dello stato stazionario

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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

La teoria dello stato stazionario è uno scenario cosmologico non standard che fu sviluppato nel 1948 da Fred Hoyle, Hermann Bondi, Thomas Gold ed altri come alternativa alle teorie che assumono un Big Bang.

Teoria[modifica | modifica sorgente]

La sua base filosofica è il cosiddetto Principio cosmologico perfetto, che afferma che il nostro punto di osservazione dell'Universo non sarebbe per nulla particolare, non solo dal punto di vista della posizione, ma anche da quello temporale: non solo l'uomo, la Terra, il Sole o la Via Lattea non sono al centro dell'Universo (né in alcun'altra posizione privilegiata), ma su scala cosmologica anche l'epoca in cui viviamo non sarebbe significativamente differente da ogni altra. L'universo su grande scala sarebbe quindi eterno ed immutabile.

Questo principio può essere conciliato con la cosiddetta Legge di Hubble (l'osservazione del moto di recessione delle galassie, le quali si allontanano da noi ad una velocità proporzionale alla loro distanza) assumendo che si abbia una continua creazione di materia, in modo da mantenere costante la densità media. Siccome il tasso a cui la materia dovrebbe essere creata è molto basso (1 atomo di Idrogeno per m³ ogni miliardo di anni) la mancata osservazione di questo fenomeno non costituisce un vero problema per la teoria, anche se alcuni suoi seguaci (ad es. Halton Arp) hanno ipotizzato che i nuclei galattici attivi sarebbero i luoghi dove la materia sarebbe creata.

Per quanto il Big Bang fosse forse la teoria più accreditata, lo stato stazionario rimase una seria alternativa fino alla fine degli anni sessanta, quando furono ottenute osservazioni che dimostravano che le proprietà dell'universo su larga scala evolvono nel tempo: si osservò infatti che la densità "locale" di quasar e radiogalassie era sostanzialmente inferiore a quella che si poteva misurare ad alto redshift, ovvero a grandi distanze, cioè, dato che la velocità della luce è finita, nel lontano passato. Questa interpretazione fu contestata da alcuni sostenitori dello stato stazionario (fra cui, di nuovo, Halton Arp), che suggerirono che il redshift dei quasar non fosse di origine cosmologica, ma legato alle proprietà fisiche di questi oggetti (cosa che avrebbe "salvato" lo stato stazionario).

Declino sostanziale dell'idea[modifica | modifica sorgente]

La prova che ha portato ormai all'abbandono della teoria dello stato stazionario venne dalla scoperta della Radiazione cosmica di fondo nel 1964. Questa radiazione era stata predetta teoricamente come una naturale conseguenza di un Big Bang. Per quanto non fosse in contraddizione con lo stato stazionario (anzi, alcuni seguaci di Hoyle avevano persino predetto la sua esistenza), quest'ultima osservazione convinse quasi tutti ad abbandonare questa teoria. Fra le eccezioni ci furono lo stesso Hoyle, Arp, Narlikar e Geoffrey Burbidge, ed alcuni di loro continuano a lavorare a varianti della teoria dello stato stazionario.

Fatte queste poche eccezioni, la controversia sullo stato stazionario ha oggi un interesse prevalentente storico: occasionalmente i modelli "stazionari" segnano qualche punto a loro favore (ad esempio la cosiddetta cosmologia dello stato quasi-stazionario, nata nel 1993, spiega con naturalezza la recente e inattesa scoperta che l'espansione dell'universo starebbe accelerando), ma questi non sembrano essere paragonabili ai successi delle teorie "standard" del Big Bang.

Per questo motivo il Big Bang viene ormai considerato un fatto acquisito da quasi tutti gli astronomi, ed il dibattito in campo cosmologico riguarda quale delle sue numerosissime varianti sia la più corretta. In particolare, alcune di queste teorie (ad es. molti modelli inflazionari) vanno oltre il Big Bang stesso e cercano di spiegare (perlomeno dal punto di vista matematico) quello che molti considerano il principale punto debole della teoria, ovvero la sua incapacità di spiegare che cosa abbia "causato" il Big Bang stesso, e di conseguenza la formazione del nostro universo.

Rivalutazione del principio cosmologico perfetto e dell'universo eterno[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Inflazione eterna, Inflazione caotica e stato di Hartle-Hawking.

È degno di nota, ed abbastanza paradossale, che molti dei modelli inflazionari più accreditati prevedano che la fase inflazionaria sia eterna e generi infiniti "universi" (intesi come regioni di dimensioni molto più ampie di quello che comunemente chiamiamo "universo", il cosiddetto multiverso) di caratteristiche distinte. Fra questi modelli ve ne sono diversi che possono portare ad una situazione stazionaria, e in questi modelli il Principio cosmologico perfetto potrebbe essere valido, per quanto su scale enormemente più ampie di quelle esaminate da Hoyle e dai suoi seguaci. Stephen Hawking sostiene che l'universo sia eterno in quanto il suo inizio non è un vero inizio (cfr. stato di Hartle-Hawking), e poi ha subito una probabile inflazione infinita, come previsto ad esempio da Andrej Linde e Alan Guth.

Riprese moderne dello stato stazionario[modifica | modifica sorgente]

Roger Penrose, già allievo di Dennis Sciama e di Hoyle stesso, ha ripreso indirettamente la teoria nel 2001, fondendola assieme all'universo oscillante e al Big Bang standard (sostenuto anche da lui stesso prima degli anni 2000), nella cosmologia ciclica conforme; essa è contrapposta alle teoria inflazionistica più accreditata, l'inflazione caotica o teoria delle bolle, e alla teoria delle stringhe.[1]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Prima del Big Bang? Un altro universo identico: la teoria di Roger Penrose divide i cosmologi

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

Articoli scientifici recenti riguardo a teorie cosmologiche non ortodosse:

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