Universo osservabile

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Un'immagine simulata dell'intero universo osservabile: una sfera attorno a noi di circa 93 miliardi di anni luce di diametro. Le strutture che si vedono sono grandi ammassi di superammassi di galassie.

In cosmologia l'universo osservabile è una regione di spazio racchiusa da una sfera, centrata sull'osservatore, che contiene tutto ciò che egli può osservare. Generalmente con universo osservabile si intende la porzione di universo indagabile dall'uomo, quindi con la sfera centrata sulla Terra, ma in realtà ogni posizione nello spazio possiede il proprio universo osservabile.

Dimensioni[modifica | modifica sorgente]

Se l'universo non fosse in continua espansione, il raggio dell'universo osservabile sarebbe pari alla distanza percorsa dalla luce nell'arco di tempo trascorso dall'inizio dell'universo (l'età dell'universo), cioè l'orizzonte dell'universo osservabile sarebbe posto a 13,7 miliardi di anni luce; poiché però l'universo si è espanso continuamente durante la sua vita, la distanza effettiva di questo orizzonte è più grande: una radiazione elettromagnetica partita 13,7 miliardi di anni fa che giungesse ora ad un osservatore sarebbe relativa a una sorgente che nel frattempo si è allontanata dall'osservatore stesso, proprio a causa dell'espansione. Alcune stime ipotizzano che lo spazio si potrebbe essere espanso per circa 47 miliardi di anni luce (4,7×1023 km).[1][2] Sulla base di tale stima, il diametro della sfera dell'universo osservabile sarebbe pari a circa 93 miliardi di anni luce[3]; il volume di un tale spazio sferico è pari a circa 5×1032 anni luce cubi; queste dimensioni potrebbero contenere circa 7×1022 stelle, organizzate in circa 1011 galassie (cento miliardi), agglomerate in gruppi e ammassi di galassie e superammassi. Recenti osservazioni condotte col Telescopio Spaziale Hubble suggerirebbero un numero medio di galassie ancora maggiore.

Per quanto riguarda la parte osservabile, va notato che per le zone più distanti dall'osservatore la recessione avviene a velocità superluminali; inoltre l'espansione risulterebbe, da un certo punto della vita dell'universo in avanti, in accelerazione. Ciò non permette alla luce emessa oggi dagli oggetti che si trovino in questo momento oltre la distanza di Hubble di raggiungerci, poiché in tali regioni più remote lo spazio si dilata più velocemente della luce e incrementa la sua velocità di dilatazione. Ciò crea un orizzonte degli eventi di un buco nero; se si aggiunge la relazione tra spazio e tempo ad oggi considerata valida e la fenomenologia dei buchi neri, in tale orizzonte dell'universo, una stella, particella o informazione avvicinandosi al limite, apparirà all'osservatore rallentare, fino ad arrestarsi dopo un tempo infinito sull'orizzonte dove il tempo è zero. Oltre l'orizzonte dell'universo, posto alla distanza di Hubble oggi pari a 16 miliardi di anni luce[4] dall'osservazione, leggi fisiche, spazio e tempo perdono contatto causale, cioè non esisterà mai più la possibilità di osservare o scambiare con tali regioni alcun segnale o informazione generato da ora in avanti. In pratica tali regioni escono dalla realtà dell'osservatore (e quindi, di fatto, "al di fuori" del suo Universo).

Observable universe logarithmic illustration.png

Divulgazione[modifica | modifica sorgente]

L'aumento delle capacità tecnologiche umane non può allargare l'orizzonte dell'universo osservabile. L'orizzonte infatti è un limite fisico imposto dal fatto che la luce (o qualsiasi altra radiazione) emessa dagli oggetti celesti impiega una certa durata per raggiungere l'osservatore.[5]

Un lettore di articoli di divulgazione e di cosmologia professionale faccia attenzione alla terminologia in uso; spesso è utilizzato il termine Universo quando ci si riferisce in realtà all'universo osservabile. Questo perché i fenomeni fisici inosservabili sono paradigmaticamente indescrivibili per la conoscenza scientifica umana; essi possono altresì essere oggetto di speculazioni concettuali tipicamente metafisiche; nell'ambito della fisica teorica, tali speculazioni sono comunque descrivibili con modelli matematicamente corretti ma al di fuori delle leggi fisiche accettate.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Frequently Asked Questions in Cosmology. Astro.ucla.edu. Retrieved on 2011-05-01.
  2. ^ Charles Lineweaver, Tamara M. Davis, Misconceptions about the Big Bang, Scientific American, 2005. URL consultato il 6 novembre 2008.
  3. ^ Itzhak Bars e John Terning, Extra Dimensions in Space and Time, Springer, novembre 2009, pp. 27–, ISBN 978-0-387-77637-8. URL consultato il 1º maggio 2011.
  4. ^ http://space.mit.edu/~kcooksey/teaching/AY5/MisconceptionsabouttheBigBang_ScientificAmerican.pdf
  5. ^ Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver, Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the universe in Publications of the Astronomical Society of Australia, vol. 21, nº 1, 2004, p. 97, arXiv:astro-ph/0310808, Bibcode:2004PASA...21...97D, DOI:10.1071/AS03040.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Tamara M. Davis and Charles H. Lineweaver, Expanding Confusion: Common Misconceptions of Cosmological Horizons and Superluminal Expansion of the Universe, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004, 21, 97-109. Accessibile in [1]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]