Perché da un universo uniforme sono nate stelle e galassie?

La cosmologia inflazionaria ha avuto il grande merito di risolvere  due spinose questioni, l’orizzonte  cosmico e la piattezza dell’universo. Esiste però un terzo problema per il quale questa teoria ha dato un contributo  fondamentale, ovvero come da un universo uniforme si sono formate le stelle, le galassie, i pianeti ed in ultima istanza ogni piccolo o enorme ammasso di materia.

In altre  parole se è vero che l’universo  su larga scala è uniforme, omogeneo e regolare, fatto confermato da tutte le osservazioni ed alla base della moderna cosmologia, come si sono costituite queste diversità di struttura della materia?

Il  Modello Standard non è in grado di dare una risposta convincente a questo quesito, mentre la teoria inflazionaria dell’universo ha una risposta   per questo enigma: gli agglomerati di materia hanno potuto vedere la luce grazie alle  proprietà della meccanica quantistica e per la precisione ad una di questa proprietà: il principio di indeterminazione. 

Più volte in questo blog abbiamo parlato di questo principio che ci dice che c’è sempre un interscambio tra la precisione con cui riusciamo a misurare varie caratteristiche fisiche complementari. L’esempio più citato è quello di una  particella, se misuriamo con precisione la  sua velocità non siamo in grado di fare altrettanto con la sua posizione e viceversa.

Lo stesso principio oltre che alle particelle si applica ai campi. Le fluttuazioni quantistiche  provocate dal principio di  indeterminazione non sono percepibili che su scala sub atomica e quindi noi non ci accorgiamo di niente. Durante i primi istanti di vita dell’universo l’espansione violentissima e rapidissima dilatò lo spazio proiettando ciò che era confinato in scala microscopica, di colpo, su scala macroscopica. 

Il subitaneo rigonfiamento dello spazio catapultò le piccolissime imperfezioni quantistiche su una scala che diede vita alla formazione  dei primi ammassi di materia.  Nei miliardi di anni successivi questi ammassi originariamente  piccoli sono continuati a crescere grazie al  potere  modellante della  forza gravitazionale.  Con il tempo crescendo la materia ha raggiunto la concentrazione idonea a formare  le stelle e le galassie.

Ed è qui che teoria inflazionaria e Modello Standard possono riprendersi di nuovo a braccetto.

3 commenti

  1. Seppure sia evidente l’estrema sintesi di questa esposizione, mi sfugge la consequenzialità fra l’indeterminazione della “misura” ed il suo “effetto” sul comportamento della materia. (È evidente che conosco il principio di indeterminazione di H. solo per sentito dire)

    1. Author

      Caro Alessio, obiettivamente la sintesi del post non aiuta a comprendere l’effetto che secondo la teoria inflazionaria il principio di indeterminazione avrebbe avuto nella formazione dei primi piccoli ammassi di materia.Cercherò di spiegarlo ancora meglio in un prossimo post.

    2. Neanch’io riesco a seguire la relazione tra indeterminazione e l’evoluzione verso il disordine,per me è un buttiamo la palla li che tanto si capirà tra cento anni che non era quello a creare disordine, secondo me invece il disordine potrebbe essere stato causato al di fuori del nostro universo,da universi nati contemporaneamente al nostro relativamente vicini ,potrebbero essere anche miliardi di miliardi nati il medesimo istante e forse basterebbe anche solo uno con una leggera imperfezione o addirittura con leggi fisiche diverse per influenzare con le sue forze asimetriche quasi impercettibili tutti gli altri strada facendo

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