Gutta cavat lapidem (La goccia scava la pietra)

Speculazioni sull’origine dell’Universo

La teoria dello stato stazionario nell’universo in espansione fu proposta nel 1948 da grandi scienziati e astronomi quali Hermann Bondi, Thomas Gold e Fred Hoyle; secondo tale teoria l’universo mantiene su larga scala la propria struttura senza cambiare nel tempo.
Le galassie si allontanano l’una dall’altra in accordo con la legge di Hubble sugli spostamenti verso il rosso, tuttavia lo spazio tra una galassia e l’altra vicina rimane in media lo stesso, per cui nel suo aspetto generale l’universo rimane immutato.
Ciò è possibile quando si ammetta che negli spazi lasciati vuoti dalle altre, nuove galassie si formino in conseguenza della creazione continua di nuova materia, in modo che la densità media totale resti sempre uguale.

A differenza di altri modelli questo richiede ineluttabilmente l’introduzione di nuove leggi fisiche (il principio della conservazione della materia non viene infatti rispettato). I sostenitori di questa teoria affermano che la creazione di materia prevista per mantenere valido il modello risulta essere troppo bassa per poterla rilevare con l’attuale tecnologia: si parla che per mantenere la densità dell’universo costante sia sufficiente la creazione di un atomo di idrogeno in un decimetro cubo nell’arco di un miliardo di anni.

Secondo le versioni più recenti della teoria inflazionaria, l’universo, anziché essere una palla di fuoco in espansione (Big Bang), sarebbe un immenso frattale che cresce continuamente: esso sarebbe costituito da molte sfere che si rigonfiano, le quali producono altre sfere che a loro volta ne generano altre, all’infinito. In sostanza un Universo (o piuttosto “multiversi” ?) inflazionario che si autoriproduce per piccole e/o grandi fluttuazioni quantistiche.
Universi che possono avere anche leggi fisiche diverse da quelle che regolano l’universo “padre”. Sotto alcune rappresentazioni grafiche che possono aiutare a comprendere il concetto.

image001Un Universo che si autoriproduce in una simulazione al computer (a sinistra) è costituito da domini esponenzialmente ingranditi, ognuno dei quali, rappresentato da un diverso colore, ha leggi fisiche differenti. I picchi sono nuovi Big Bang. Verso l’estremità dei picchi i colori fluttuano, indicando che le leggi fisiche non sono ancora definite. Esse risultano fissate solo nelle valli, una delle quali corrisponde al tipo di Universo nel quale viviamo. A destra un Universo capace di autoriprodursi appare come una configurazione ramificata di bolle inflazionarie. I diversi colori rappresentano “mutazioni” nelle leggi fisiche rispetto agli Universi genitori. Nonostante la teoria dello stato stazionario non abbia retto alla prova dei dati osservativi e sia stata dimenticata per vari anni, nel 1990 Hoyle e altri scienziati ne hanno proposto una nuova versione, per certi aspetti diversa da quella originale, ma ancora basata su un Universo eterno e sempre identico a se stesso, almeno in media. Il nuovo modello è la Q.S.S.C. (Quasi Steady State Cosmology, cioè Cosmologia dello Stato Quasi Stazionario).
La differenza principale con il vecchio modello consiste che la creazione avvenga non più uniformemente in tutto lo spazio, ma in zone ristrette in cui è presente sia un forte campo gravitazionale sia attività esplosiva, come nei nuclei galattici attivi. Gli autori spiegano tramite questo processo violento la radiazione di fondo a 2.7 K. In questa teoria la materia nasce continuamente da tantissimi “Little Bang”. La teoria dello Stato Quasi Stazionario ha bisogno di molte ipotesi costruite appositamente. La prima è quella che nel processo di creazione sono coinvolti oggetti dalla massa enorme, pari alla massa di centomila galassie medie, che per un meccanismo ancora ignoto creano dal nulla una nuova forma di materia e non più l’idrogeno dello Stato Stazionario. Queste particelle particolari, le cosiddette particelle di Planck, hanno dimensioni pari a 10^-33 cm, una massa pari a 10^-5 g (una massa enorme a confronto di quella del protone) e decadono in modo esplosivo in tempi di 10^-43 s, generando le particelle elementari che conosciamo (tra cui protoni ed elettroni).

In definitiva ipotesi di questa teoria, in parte fantasiose, non possono neanche essere paragonate alla semplicità concettuale della teoria del Big Bang.

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