martedì 5 febbraio 2008

L'ORIZZONTE COSMICO

L'ORIZZONTE COSMICO



L’Universo è finito o infinito? Per secoli filosofi e teologi hanno tentato di rispondere a questa domanda unicamente attraverso speculazioni intellettive senza tuttavia riuscire a sciogliere il dubbio. Il primo ad analizzare la questione in termini scientifici fu Newton, lo scopritore della forza di gravità, il quale, ritenendolo fisso e immutabile, concluse che l’Universo doveva essere infinito perché in caso contrario tutte le stelle (a quel tempo non si conoscevano ancora le galassie), attratte dalla gravità, avrebbero finito per cadere le une sulle altre fino a formare un’unica grande massa. Solo se ogni singola stella fosse stata attratta in ogni direzione da un numero infinito di altre stelle, tutto l’Universo avrebbe potuto rimanere in uno stato di equilibrio gravitazionale. In realtà, con un numero infinito di stelle che “tirano” da tutte le parti, non si sarebbe ottenuto il bilanciamento delle forze perché infinito meno infinito non fa zero, ma indeterminato. D’altra parte l’alternativa era quella di immaginare un Universo finito ma questo concetto poneva il problema dello spazio infinito che avrebbe dovuto avvolgerlo.



1. L’UNIVERSO VISIBILE

Oggi, grazie ai progressi scientifici e tecnici degli ultimi cinquant’anni, è possibile rispondere a questa domanda con maggiore competenza e rigore. Occorre tuttavia premettere una precisazione chiedendosi innanzitutto che cosa si intenda per Universo. Se per esso si intende tutto ciò che esiste, dobbiamo ammettere che da questo punto di vista non ne sappiamo nulla e che di Universi ve ne potrebbero essere anche più d’uno. Dell’Universo abbiamo infatti solo le informazioni che ci trasmette la luce e nessuna osservazione oggettiva ci potrà mai dire se esso nella sua totalità sia finito o infinito. Se invece per Universo intendiamo solo la parte visibile, allora lo possiamo immaginare come una sfera centrata su di noi con un raggio di circa 15 miliardi di anni luce. Questa distanza rappresenta il percorso della luce nei 15 miliardi di anni che, secondo il calcolo degli astronomi, ci separano dalle sue origini.

A questo proposito è necessario un chiarimento: la propagazione della luce, anche se molto elevata, non è istantanea: essa viaggia alla velocità di 300.000 kilometri al secondo, pari a 10.000 miliardi di kilometri all’anno. Guardare quindi lontano nello spazio vuol dire anche guardare indietro nel tempo. Quando ad esempio stimiamo che la galassia di Andromeda è distante da noi due milioni di anni luce, implicitamente diciamo che la stiamo vedendo come era due milioni di anni fa. Analogamente, la radiazione che riceviamo in questo momento da un corpo celeste che si trova lontano 10 miliardi di anni luce ha viaggiato per 10 miliardi di anni prima di raggiungerci e noi osserviamo quel corpo non come è oggi, ma come era 10 miliardi di anni fa quando da esso partì la radiazione. Quell’oggetto celeste oggi sarà sicuramente molto diverso da com’era nei primi anni di vita, proprio come ognuno di noi oggi è diverso da quando era bambino.

Guardare lontano nello spazio è quindi un po’ come sfogliare il proprio album dei ricordi a ritroso: dalle foto più recenti a quella del primo giorno di vita. Più in là di così non si può andare: le foto sono finite e così pure la pagine dell’album. La stessa cosa vale per l’Universo. Prima della sua nascita non vi erano materia ed energia, ma, come vedremo, non vi erano nemmeno spazio e tempo. Prima della nascita dell’Universo non vi era quindi nulla, proprio come di ciascuno di noi prima del nostro concepimento. E se potessimo disporre di un telescopio potentissimo in grado di vedere a 20 miliardi di anni luce di distanza e quindi osservare corpi celesti dell’età di 20 miliardi di anni, avremmo la sorpresa di non vedere nulla semplicemente perché a quel tempo non c’era nulla da vedere.

Nel 1929 l’astronomo americano Edwin Hubble (1889-1953) notò che la maggior parte delle galassie da lui osservate con il telescopio fuggivano via veloci. Non si trattava di una fuga disordinata poiché la loro velocità era tanto maggiore quanto maggiore era la loro distanza: se una certa galassia aveva una determinata velocità di allontanamento, una seconda galassia, situata a distanza doppia rispetto alla prima, aveva una velocità di allontanamento doppia e una terza, dieci volte più lontana, una velocità di allontanamento decupla, e così via. Dal rapporto diretto fra distanza e velocità Hubble dedusse che per compiere il tragitto dal punto di partenza alla posizione attualmente occupata tutte le galassie avrebbero impiegato lo stesso tempo, cioè circa 15 miliardi di anni.

Sulla base delle osservazioni alcuni cosmologi hanno concluso che se oggi l’Universo è in espansione, in passato doveva essere più condensato. Pertanto, se immaginassimo di proiettare a ritroso il film sull’evoluzione del nostro Universo dovremmo vedere le galassie accalcarsi sempre più fino a riunirsi in un unico punto in cui la materia doveva trovarsi in uno stato di densità quasi infinita. Gli astronomi stimano, sulla base dell’attuale espansione, e tenuto conto del rallentamento che l’attrazione gravitativa può aver prodotto, che ciò si sia verificato fra i 12 e i 18 miliardi di anni fa (15 miliardi di anni rappresentano infatti un valore medio). A quel tempo sarebbe avvenuta una grande esplosione o, in lingua inglese, un Big Bang (come lo chiamò per primo, ma in senso spregiativo, l’astronomo inglese Fred Hoyle, scomparso nell’agosto del 2001) da cui avrebbe avuto origine l’intero Universo.

Ma un Universo in espansione, di per sé, non significa affatto che abbia avuto un inizio. Nel 1948 lo stesso Fred Hoyle insieme con i colleghi Herman Bondi e Thomas Gold propose un modello alternativo, detto dello stato stazionario, in cui la struttura e le proprietà dell’Universo sarebbero rimaste sempre le stesse in qualsiasi tempo: secondo questa tesi l’Universo sarebbe quindi infinito ed eterno. Sennonché una espansione che duri da sempre avrebbe dovuto produrre una rarefazione infinita: pertanto, affinché sia giustificato il mantenimento della densità attuale Hoyle e gli altri proposero che nello spazio, a mano a mano che le galassie si allontanano, si materializzino degli atomi di idrogeno in misura però talmente piccola (un atomo in un volume di un metro cubo ogni milione di anni) da rendere praticamente inosservabile, con gli strumenti disponibili, la loro creazione.



2. L’EFFETTO DOPPLER

Per quanto riguarda l’espansione, bisogna precisare che Hubble non vide le galassie muoversi attraverso il campo visivo del suo telescopio, giacché sarebbero occorsi milioni di anni per notare quel moto. Quello che portò Hubble a questa conclusione fu l’osservazione dello spostamento verso il rosso delle righe spettrali delle galassie. Vediamo allora di cosa si tratta.

Nel 1842 il fisico austriaco Christian Doppler spiegò un fenomeno acustico noto da lungo tempo e che molti di noi hanno avuto modo di sperimentare di persona. Se stando fermi a lato della strada si sente arrivare un’auto (per esempio quella della polizia) a sirene spiegate, si nota che il tono di quel segnale cambia nel momento in cui il veicolo ci passa a fianco. Il suono è più acuto del normale quando il veicolo si avvicina mentre diventa più grave quando si allontana dopo averci superato. Questo cambiamento di altezza del suono secondo l’ipotesi di Doppler dipende dalla lunghezza delle onde sonore che raggiungono il nostro orecchio: quelle che si avvicinano si comprimono e quindi il suono viene percepito come se la lunghezza d’onda fosse minore e di conseguenza la sua frequenza (numero di onde nell'unità di tempo) maggiore rispetto a quando il mezzo è fermo; le onde che si allontanano invece si dilatano e quindi il suono viene avvertito come se la lunghezza d’onda fosse maggiore del normale e quindi la sua frequenza minore.

Doppler suggerì che lo stesso fenomeno avrebbe dovuto verificarsi con qualsiasi tipo di onde e quindi anche con la luce che è pure essa un fenomeno ondulatorio. Nella luce l’analogo dell’altezza del suono è il colore. Quando la luce che proviene da una sorgente in movimento raggiunge il nostro occhio, avviene un cambiamento di frequenza, cioè di colore e precisamente si osserva che la luce di un oggetto che si dirige verso l’osservatore risulta spostata verso onde di lunghezza minore, ossia verso l’estremo violetto dello spettro, mentre un moto di allontanamento causa un allungamento delle onde, ossia uno spostamento verso il rosso o, con termine inglese, red shift.

Il fisico francese A. H. Louis Fizeau (1819-1896) fece notare che la posizione delle righe spettrali (che indicano la presenza di determinati elementi chimici) poteva servire per studiare meglio l’effetto Doppler. Per tale motivo il fenomeno, quando riguarda le onde luminose, viene chiamato effetto Doppler-Fizeau.

In realtà lo spostamento delle righe spettrali verso il rosso avrebbe potuto essere determinato da cause diverse dal movimento dell’oggetto osservato. Per esempio venne formulata l’ipotesi che i fotoni, nel lungo viaggio dalla sorgente fino a noi, si affaticassero e, avendo perso energia, si presentassero all’arrivo con una lunghezza d’onda superiore a quella di emissione. Un’altra ipotesi faceva riferimento alla teoria di Einstein secondo la quale la luce che sfugge da un corpo massiccio perde energia per liberarsi dal suo campo gravitazionale e quindi risulta spostata verso il rosso. Ma se questa ipotesi, come le altre, fosse vera, dovrebbero aver luogo altri fenomeni secondari che in realtà non si verificano. Gli astronomi, nonostante tutte le perplessità, hanno alla fine convenuto di considerare lo spostamento verso il rosso della luce delle galassie lontane come dovuto all'effetto Doppler.

Il fatto di vedere tutte le galassie allontanarsi da noi potrebbe farci ritenere di essere al centro dell’Universo: un’ipotesi gradevole ma ancora una volta errata. Come era accaduto in seguito al modello copernicano in virtù del quale l'uomo ha dovuto ricredersi riguardo ad una sua posizione privilegiata all’interno dell’Universo, anche in questo caso si trattava solo di un’illusione.



3. L’INFLAZIONE

L’Universo si espande ma non c’è alcun centro di espansione, così come non c’è alcun centro di espansione sulla superficie di un palloncino che si gonfia. Se su di un palloncino di gomma si disegnassero dei puntini e ognuno di essi rappresentasse una galassia, da ciascuno di questi puntini, durante la dilatazione del palloncino, si osserverebbero gli altri allontanarsi e allontanarsi tanto più velocemente quanto più sono lontani. Come nessun puntino è il centro della superficie del palloncino così nessuna galassia è il centro dell’Universo. Per trovare il centro dell’Universo bisogna andare alle sue origini quando il “palloncino” era sgonfio.

Le osservazioni indicano che mediamente le galassie sono distribuite in modo uniforme nell’Universo: questo significa che il numero di galassie contenute in un cubo, ad esempio di un centinaio di anni luce di lato, è approssimativamente uguale al numero di galassie contenute in qualsiasi altra parte di Universo avente lo stesso volume. Ma l’Universo non solo è omogeneo, esso è anche isotropo, cioè in qualsiasi direzione lo si osservi si incontra sempre un uguale numero di galassie e tutte con le stesse caratteristiche. A questa osservazione è stato dato il nome di principio cosmologico e significa che un qualsiasi osservatore in qualsiasi parte dell’Universo si trovasse, vedrebbe intorno a sé lo stesso scenario. Questa scoperta ha creato un problema agli astronomi. Andando indietro nel tempo si possono infatti determinare le dimensioni che doveva avere l’Universo visibile nel passato. Ad esempio, quando l’Universo aveva un secondo di vita, l’attuale regione visibile era contenuta all’interno di una sfera con un raggio di un po’ più di un anno luce e quando aveva una età di soli 10-35 secondi, cioè in pratica solo una frazione irrilevante di secondo dopo la nascita, le sue dimensioni erano quelle di una palla con il diametro di una decina di centimetri.

Un Universo di queste dimensioni può sembrare di grandezza irrisoria, ma i cosmologi lo ritengono invece troppo grande per risultare una struttura omogenea e isotropa quanto è omogeneo e isotropo quello attuale. In altri termini poiché oggi l’Universo appare molto uniforme (la temperatura, ad esempio, è la stessa ovunque) esso doveva essere altrettanto uniforme quando si formò. Ma quando l’Universo aveva le dimensioni più o meno di un pompelmo, la luce non aveva tempo sufficiente per spostarsi da una parte all’altra in modo da connettere tutto il contenuto di quello che sarebbe diventato il nostro attuale Universo e renderlo omogeneo. A quel tempo la luce poteva fare percorsi brevissimi corrispondenti a miliardesimi di miliardesimi di millimetro quindi essa poteva percorrere distanze infinitamente più piccole dello spazio disponibile e, se le diverse parti di quella regione non erano connesse casualmente dalla radiazione luminosa, che è il segnale più rapido che esista, l’ambiente non poteva essere nemmeno complessivamente omogeneo. Sarebbe come pretendere che versando una goccia di inchiostro nell’acqua, i due liquidi si mescolino istantaneamente, senza cioè che sia dato alle molecole il tempo di diffondersi. La parte di Universo che oggi osserviamo riflette quindi le condizioni iniziali solo di una minuscola regione di quanto era contenuto nella seppure piccola sfera primordiale che abbiamo preso in considerazione al tempo 10-35 secondi dalla nascita. Che fine ha fatto la miriade delle altre piccolissime regioni indipendenti che stavano all’interno di quel piccolo (ma nello stesso tempo troppo grande) Universo primitivo?

La soluzione è stata trovata ipotizzando che nei primi istanti di vita dell’Universo ci sia stato un forte rigonfiamento, una “inflazione” come dicono gli astronomi, che ha interessato una minuscola regione dell’Universo primordiale portandola, in un lampo, alle dimensioni di un pompelmo, e quindi da quel momento in poi avesse continuato ad espandersi ad una velocità che è andata via via diminuendo nel tempo a causa della attrazione gravitativa. Se questo è vero, insieme con l’Universo che conosciamo, dovrebbero esistere altri miliardi di Universi che hanno subito una dilatazione repentina quanto quella che ha portato alla formazione del nostro. Naturalmente, come abbiamo detto, di questi eventuali altri Universi non abbiamo alcuna percezione diretta. Tuttavia se tutti questi Universi paralleli esistessero realmente, si realizzerebbe una sorta di Principio Copernicano Assoluto: non solo la Terra o la nostra Galassia non sarebbero al centro dell’Universo, ma il nostro non sarebbe nemmeno l’unico Universo esistente.



4. L’ORIZZONTE COSMICO

Ora, sia che l’Universo visibile abbia avuto un inizio, sia che esista da sempre, esso ha un confine, un limite invalicabile oltre il quale non è possibile spingere lo sguardo. Questo limite si chiama orizzonte cosmico e rappresenta la distanza massima a cui possono giungere i telescopi più potenti: come abbiamo già detto, non si tratta di una questione tecnica legata al miglioramento degli strumenti di osservazione, ma fisica, connessa con la velocità della luce. Più in là di una certa distanza fissa e ben determinata non riusciremo mai a vedere, proprio come non è possibile andare con lo sguardo al di là dell’orizzonte terrestre; anzi, con i telescopi di cui disponiamo, quel limite è stato già raggiunto e gli astronomi hanno potuto vedere il fondo dell’Universo.

Pochi anni or sono alcuni fisici italiani sono riusciti ad individuare una galassia con red shift molto alto corrispondente ad una distanza compresa fra i 12 e i 15 miliardi di anni luce. Tale galassia si allontanava ad una velocità molto vicina a quella della luce. Si trattava di una galassia primordiale situata nelle vicinanze di un quasar (un corpo celeste che sembra una stella, ma emette più luce di un’intera galassia) che mostrava uno spettro con righe corrispondenti ad elementi chimici i quali potevano essersi formati solo all’interno di stelle. Da questa osservazione si è potuto dedurre che, in vicinanza del quasar osservato, vi doveva essere una giovane galassia piena di stelle in formazione come infatti le osservazioni successive confermarono.

Come abbiamo detto le galassie più remote si allontanano a velocità sempre maggiori tanto che ad una distanza di circa 15 miliardi di anni luce non si vede più niente perché gli oggetti che si trovano a quella distanza si allontanano da noi alla velocità della luce. Questo fenomeno non è legato direttamente all’esistenza di un’esplosione iniziale, ma unicamente all’espansione, quale che ne sia la causa. La luce di quel lontano oggetto celeste, contrastata dalla velocità di allontanamento di pari intensità, si ferma come sta fermo il corridore che si allena sul tapis roulant.

A questa barriera invalicabile se ne aggiunge una seconda derivante dal fatto che all’inizio l’Universo era un mondo di fuoco opaco cioè, nonostante fosse luminosissimo, esso non lasciava passare la luce. Proprio questa opacità dei primi tempi è la causa che limita la nostra visione. Possiamo paragonare quell’ambiente al nucleo del Sole, anch’esso invisibile. Nell’Universo in formazione insieme con la materia vi era un’enorme quantità di energia sotto forma di fotoni altamente energetici che non riuscivano a sfuggire perché interagivano con la materia stessa. Se qualche elettrone si fosse combinato con un protone o con qualche nucleo un po’ più complesso per formare atomi stabili, sarebbe stato immediatamente allontanato dai fotoni che vi cozzavano contro. La stessa cosa avviene nel Sole.

Nonostante il centro del Sole sia precluso alla vista sappiamo che cosa esso contenga. Nel centro del Sole, dove la densità e la temperatura sono molto elevate, si genera l’energia che viene emessa sotto forma di fotoni altamente energetici: i raggi gamma. Questi fotoni non possono percorrere lunghi tratti perché vengono continuamente intercettati dalla materia sulla quale rimbalzano incessantemente. A forza di brevi tragitti, però, i corpuscoli di energia si spostano lentamente dal centro verso la periferia dell’astro dove la materia diventa sempre meno opaca. Questo viaggio, che dura centinaia di migliaia di anni, indebolisce l’energia dei fotoni rendendoli in gran parte visibili. Alla fine, giunti sulla superficie del Sole, essi si liberano definitivamente dalla materia e dopo otto minuti di volo arrivano sulla Terra (la distanza Sole-Terra è di 150 milioni di kilometri corrispondenti a 8 minuti luce).

I telescopi ottici, quindi, non potranno mai ricevere luce proveniente da eventi anteriori ai primi 500.000 anni di vita dell’Universo, così come non possono vedere cosa c’è dentro il Sole. L’Universo rimase infatti opaco alla radiazione per mezzo milione di anni: solo quando protoni ed elettroni si legarono a formare atomi stabili la radiazione iniziò il suo viaggio libero nello spazio. Questo viaggio verso la Terra non si concluse però in pochi minuti come nel caso del Sole, perché nello stesso momento in cui i fotoni si dirigevano verso di noi l’Universo si andava espandendo.

I fotoni dell’Universo primordiale nel lungo viaggio verso Terra durato 15 miliardi di anni si sono notevolmente indeboliti, ed oggi sono visibili come onde radio: essi furono “visti” per la prima volta da due tecnici americani dei telefoni, Robert Wilson e Arno Penzias, che cercavano di mettere a posto un’antenna radio. La radiazione osservata corrisponde a quella emessa da un corpo alla temperatura di soli 3 gradi assoluti (corrispondenti a 270 gradi sotto lo zero della nostra consueta scala delle temperature). Come il fuoco acceso nel caminetto lascia un mucchietto di cenere appena tiepida (la temperatura dipende dal tempo trascorso da quando si è spento il fuoco), così l’esplosione primordiale ha lasciato un residuo, di cui siamo riusciti a registrare la temperatura.

Al fine di fugare ogni equivoco, bisogna specificare che fra i due elementi dell’analogia precedente (inizio dell’Universo e centro del Sole), c’è una differenza sostanziale connessa con la geometria dei luoghi. Il centro del Sole è un punto, mentre l’inizio dell’Universo è dappertutto: Blaise Pascal, filosofo e scienziato francese vissuto nel 1600, con espressione colorita ma efficace diceva che l’Universo “è una sfera infinita il cui centro è in ogni luogo, la circonferenza in nessun posto“. Di conseguenza i fotoni del Sole ci arrivano da una precisa direzione mentre quelli della radiazione di fondo a 3 K, detta anche radiazione fossile, arrivano identici da tutte le direzioni (una osservazione quest’ultima che è la conferma dell’isotropia dell’Universo). La materia che ha emesso la radiazione fossile ha la forma di un guscio sferico che ci circonda alla distanza di 15 miliardi di anni luce, mentre la materia che emette la radiazione solare è anch’essa un guscio sferico, ma non ci circonda.

Esistono quindi due orizzonti cosmici. Il primo è dovuto alla recessione delle galassie ed è indipendente dall’età dell’Universo, mentre il secondo è causato dalla opacità dei primi istanti di vita dell’Universo ed è connesso con la sua origine. I due orizzonti si trovano alla stessa distanza, ma la coincidenza non è casuale: essa corrisponde alla distanza percorsa da una galassia che si muova rispetto a noi alla velocità della luce. Se avessimo potuto guardare il fondo dell’Universo qualche miliardo di anni fa non avremmo visto la radiazione di 3 K, ma qualche cosa di più caldo e più luminoso.



5. SPAZIO E TEMPO

Abbiamo pertanto appurato che secondo la teoria cosmologica più accreditata, quella del Big Bang, l’Universo sarebbe finito nel tempo e limitato nello spazio. Sorge allora spontanea una domanda: cosa c’era prima? “Nulla” è la risposta più ragionevole. Spazio e tempo sono nati insieme con l’Universo o forse addirittura un po’ dopo la sua comparsa perché spazio e tempo non sono indipendenti, ma possono esistere solo in presenza di materia ed energia le quali a loro volta sono praticamente la stessa cosa. L’equivalenza fra energia e materia è espressa dalla famosissima equazione E = mc2, nella quale E è l’energia, m la massa e c la velocità della luce. In altro modo possiamo dire che la massa è una delle tante forme in cui si presenta l’energia (le altre forme sono, ad esempio, l’energia cinetica dei corpi in movimento, l’energia chimica che si libera quando un oggetto brucia, l’energia potenziale di un masso in cima alla montagna, l’energia elettrica che riscalda il ferro da stiro, ecc.).

Non esistono quindi spazio e tempo in assoluto come si pensava in passato, e come alcuni anche attualmente pensano. Ad esempio per Newton lo spazio era qualche cosa di simile ad un tavolo sul quale si potevano sistemare degli oggetti e muoverli senza che ciò comportasse la minima alterazione della superficie di appoggio. Per Einstein lo spazio è invece simile ad un telo di gommapiuma che si deforma se su di esso si sistemano degli oggetti. Sono gli oggetti quindi che creano lo spazio e lo distorcono fino al punto di chiuderlo su sé stesso. L’Universo, pieno di materia si ripiega su sé stesso fino a chiudersi come si chiude un foglio di carta se viene ripiegato nella terza dimensione dello spazio. Ma come fa lo spazio tridimensionale a richiudersi su sé stesso senza poter disporre di una dimensione suppletiva entro cui poterlo fare? Per Einstein lo spazio non è a tre, ma a quattro dimensioni e la quarta dimensione è il tempo. Ed è proprio entro il tempo che lo spazio si avvolge su sé stesso fino a chiudersi se la quantità di materia presente è sufficiente. L’assenza di materia comporta la mancanza dello spazio; pertanto, prima che nascesse l’Universo, non poteva esserci lo spazio.

Lo stesso discorso vale per il tempo: non esiste un tempo assoluto, ma anch’esso dipende dalla materia e dall’energia presente. Il tempo, come insegna Einstein nella sua teoria della relatività, non solo è influenzato dai campi gravitazionali creati dalla materia e dalla velocità del corpo in movimento, ma la sua misura si ottiene servendosi di oggetti come gli orologi, i pendoli o gli atomi di cesio che sono fatti di materia e seguono le leggi di natura. Il tempo in pratica viene misurato attraverso il movimento il quale dipende dagli oggetti che si muovono ed è condizionato quindi dalla materia. Anche il tempo, come lo spazio, può quindi esistere solo dopo che nell’Universo compare la materia. Prima della nascita dell’Universo non c’era tempo, né concetto di “prima”. Dobbiamo quindi ritenere che anteriormente all’Universo non vi fosse niente: né spazio, né tempo, né materia, né energia. Quindi proprio niente.

Einstein, attribuendo allo spazio-tempo, considerato un tutt’uno, una curvatura dovuta al complesso delle masse gravitazionali in esso contenute, superò bene la contraddizione fra finito ed infinito. L’Universo con Einstein diventava pertanto finito, ma nello stesso tempo illimitato. E’ finito perché ha una dimensione ben precisa, un numero ben determinato di kilometri cubi, ed è illimitato perché in esso si può viaggiare in qualsiasi direzione senza mai incontrare ostacoli, fino a tornare al punto di partenza e riprendere il giro. L’Universo da questo punto di vista è un po’ come la superficie terrestre che è finita perché misura un preciso numero di kilometri quadrati, ma è anche illimitata perché su di essa ci si può dirigere in qualsiasi direzione e viaggiare per il tempo che si vuole senza mai incontrare barriere o linee di confine (serve però il passaporto!).

Gli astronomi hanno calcolato che l’Universo dovrebbe avere un raggio di circa 150.000 miliardi di miliardi di kilometri, una distanza che in aereo verrebbe coperta in 20 milioni di miliardi di anni. Se tuttavia, anziché in aereo (a mille kilometri all’ora) si viaggiasse ad una velocità molto prossima a quella della luce, si potrebbe fare il giro del mondo in pochi anni o forse addirittura in pochi mesi, se la velocità fosse solo di pochissimo inferiore a quella della luce.

Per concludere possiamo dire che l’Universo visibile è finito sia nello spazio sia nel tempo e recentemente gli astronomi hanno anche potuto vedere questo limite.

http://www.cosediscienza.it/astro/11.%20ORIZZONTE.htm

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