Schizzi di Cosmologia 7 - E prima di noi? Capelli biondi e Big Bang.

Ci si interroga sempre sulla fine dell’esistenza, e su cosa ci sia “dopo”, mentre non ci si chiede spesso cosa c’era “prima”.

In questo caso parliamo del “prima” della nascita dell’Universo. Se vedo le luci dei fuochi d’artificio che si espandono, misurando la loro velocità posso calcolare quanto tempo prima essi erano raggruppati insieme, cioè quando c’è stato lo scoppio. Allo stesso modo, se utilizzo la velocità di allontanamento delle galassie posso calcolare quanto tempo fa tutte erano l’una attaccata all’altra, quindi quanto tempo fa è iniziata l’espansione col Big Bang, quindi quanto è vecchio l’Universo. Vi dico subito che non è facile. Le galassie non sono distribuite nello spazio come i nodi di un reticolo, tutte a uguale distanza. Essendo dominate dalla forza di gravità, hanno il dannato vizio di raggrupparsi in gruppi, ammassi di galassie e superammassi di ammassi di galassie, per rendere la vita più difficile a chi vuole studiare la cosmologia. Infatti le misure si fanno sulla luce delle stelle delle singole galassie, e ognuna di esse orbita intorno al centro del suo gruppo o del suo ammasso.  Bisogna fare la media delle velocità per dedurre la velocità di espansione di quel gruppo, se si vuole studiare l’espansione dell’Universo.  Le stime attuali ci dicono che il Big bang è avvenuto 14 miliardi di anni fa (o forse 12 o 15, come capite metodi diversi portano una grande indecisione). In ogni caso un tempo molto grande, se si pensa che la nascita del Sole risale a 4,6 miliardi di anni fa, che le rocce terrestri hanno 4,3 miliardi di anni e che le prime tracce di vita appaiono 3,95 miliardi di anni fa. A questo punto ci si potrebbe chiedere: e prima del Big Bang cosa c’era?

Ma questa domanda è sbagliata, e la facciamo perché ci hanno insegnato a scuola che esiste uno spazio a 3 coordinate (x,y,z) e un tempo che scorre (t). Un oggetto si può trovare in un qualsiasi punto dello spazio e in un qualsiasi istante di tempo. Posso immaginare pure una stanza (uno spazio) completamente vuota di materia, niente oggetti, niente aria, nulla di nulla. Nella mia immaginazione all’interno della stanza il tempo scorre lo stesso e ci sono tre dimensioni. Ma ecco la sorpresa: lo spazio e il tempo non sono entità a sé stanti, ma una proprietà della materia. NON ESISTONO se non c’è materia. Si capisce che io non posso dire quanto largo o lungo è il vuoto, o quanto tempo passa se non ho un fenomeno fisico legato alla materia o alla radiazione. Un insieme di gas che si espande, prima più piccolo e poi sempre più grande, mi indica che passa il tempo. Una radiazione emessa dalla stella che si diffonde nello spazio mi indica che il tempo passa. Ma il vuoto no. Quindi: La materia genera attorno a sé lo spazio e il tempo, e lo deforma rispetto allo spazio e il tempo a grandi distanze, dove la curvatura è minore, come nelle immagini.

Lo spazio e il tempo sono proprietà della materia, come il “biondo” o il “nero” sono una proprietà dei capelli, o il sud e nord sono una proprietà delle latitudini terrestri. Come posso dire che un calvo è biondo o bruno? E cosa c’è più a sud del polo sud? La domanda perde di significato e ci fa comprendere il limite del ragionamento comune. Come vedremo, nel Big Bang c’è una grande concentrazione di energia, ma non c’è materia, né spazio né tempo. Lo spazio e il tempo, ma anche la forza gravitazionale, elettromagnetica e altre forze nascono con la nascita della materia.

Concetto finale: Lo spazio e il tempo nascono dopo il Big Bang. Non ha senso chiedersi cosa c’era “prima”.

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