Espansione/non espansione

 

Ecco un esempio di diade in astronomia, dove si dimostra che le due forze non sono in contraddizione, ma possono convivere.

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Dove inizia l’espansione dell’Universo?

Il pianeta, il Sistema Solare e la galassia non si stanno espandendo. Ma l’intero Universo sì. Quindi, qual è la linea di demarcazione?

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1 Non tutto, nell’Universo, si espande

2 La linea di demarcazione tra espansione e non espansione

3 Il dominio dell’energia oscura

Se osserviamo le galassie nell’Universo, in particolare quelle a grandi distanze, scopriamo che si stanno tutte allontanando da noi: una forte prova che l’Universo è in espansione. Ma qui, su scala più piccola, compresa la Terra, il nostro Sistema Solare e la Via Lattea, non vediamo alcuna prova di questa espansione. Quindi, da dove inizia l’espansione e su quali scale ha effettivamente effetto? La risposta era già stata determinata miliardi di anni fa. Ecco perché.

Non tutto, nell’Universo, si espande

L’esempio del “lievito e l’uvetta” per spiegarvi l’Universo in espansione, in cui le distanze relative aumentano con l’espansione dello spazio (impasto), ma i singoli oggetti legati tra loro (l’uvetta) non si espandono. Crediti: NASA/WMAP Science Team.

Da quasi 100 anni sappiamo che il nostro Universo è in espansione. Le equazioni di Einstein proibiscono soluzioni statiche, stabili e uniformi. Le osservazioni delle distanze galattiche e degli spostamenti verso il rosso convalidano l’idea di un Universo in espansione. Le prove a sostegno della nostra espansione cosmica sono state schiaccianti fin dagli anni ’20. Ma non tutto nel nostro Universo si espande. Gli atomi, le molecole e gli esseri umani non si espandono: le nostre dimensioni rimangono statiche. Allo stesso modo, le distanze della Terra, del Sole e del Sistema Solare non aumentano.

La linea di demarcazione tra espansione e non espansione

Anche nella periferia della Via Lattea, le orbite stellari rimangono stabili, non si espandono. Le altre galassie del Gruppo Locale non si allontanano: sono legate gravitazionalmente. Cosa determina la linea di demarcazione tra espansione e non espansione? La questione è se una regione locale dello spazio si sia “vincolata” prima che l’energia oscura iniziasse a dominare l’espansione complessiva. Se qualcosa diventa vincolato tramite: la forza nucleare, la forza elettromagnetica, o anche la forza gravitazionale, allora localmente lo spaziotempo che lo circonda non si espanderà.

Il dominio dell’energia oscura

L’Universo si è evoluto per 7,8 miliardi di anni prima che gli effetti dell’energia oscura diventassero dominanti. Nel corso di questo periodo, galassie, gruppi di galassie e ammassi di galassie hanno formato strutture legate. Filamenti e superammassi hanno creato strutture di dimensioni fino a 1,4 miliardi di anni luce. Oltre a ciò, tutte le strutture apparenti sono simili a dei fantasmi. L’energia oscura le allontana sempre di più. Sono ormai “isole” confinate, alla deriva in un cosmo in espansione.

Leggi l’articolo originale su Big Think.

     

Valerio Novara

L'Astronomia e la divulgazione scientifica alla portata di tutti! A cura di Pasquale D'Anna