Cosa c'era prima dell'inizio? Xuanyu Han/Getty Images È già abbastanza difficile immaginare un tempo, circa 13,7 miliardi di anni fa, quando l'intero universo esisteva come a singolarità . Secondo il Teoria del Big Bang , uno dei principali contendenti in lizza per spiegare come è nato l'universo, tutta la materia nel cosmo - tutto lo spazio stesso - esisteva in una forma più piccola di una particella subatomica [fonte:Wall].
Una volta che ci pensi, sorge una domanda ancora più difficile:cosa esisteva poco prima che si verificasse il big bang?
La domanda stessa precede la cosmologia moderna di almeno 1, 600 anni. Il teologo del IV secolo sant'Agostino ha lottato con la domanda su cosa esistesse prima che Dio creasse l'universo. La sua conclusione fu che la frase biblica "In principio" implicava che Dio non aveva fatto nulla in precedenza. Inoltre, Agostino sosteneva che il mondo non è stato creato da Dio in un certo tempo, ma quel tempo e l'universo erano stati creati contemporaneamente [fonte:Università di Villanova].
All'inizio del XX secolo, Albert Einstein arrivò a conclusioni molto simili con la sua teoria della relatività generale. Considera solo l'effetto della massa sul tempo. La grande massa di un pianeta deforma il tempo, rendendo il tempo un po' più lento per un essere umano sulla superficie terrestre rispetto a un satellite in orbita. La differenza è troppo piccola per notarla, ma il tempo scorre anche più lentamente per chi sta vicino a un grosso masso che per chi sta da solo in un campo. [fonte:Redd].
Basandosi sul lavoro di Einstein, Il cosmologo belga Rev. Georges Lemaître pubblicò un articolo nel 1927 che proponeva che l'universo fosse iniziato come una singolarità e che il Big Bang abbia portato alla sua espansione [fonte:Soter e Tyson].
Secondo la teoria della relatività di Einstein, il tempo è venuto in essere solo quando quella singolarità primordiale si è espansa verso la sua dimensione e forma attuali.
Caso chiuso? Lontano da esso. Questo è un dilemma cosmologico che non rimarrà morto. Nei decenni successivi alla morte di Einstein, l'avvento della fisica quantistica e una serie di nuove teorie hanno fatto risorgere domande sull'universo pre-big bang. Continua a leggere per conoscerne alcuni.
Questa illustrazione mostra il fondo cosmico a microonde - radiazioni rimaste dal Big Bang - raccolte dall'osservatorio orbitale di Planck. ESA e la collaborazione Planck Ecco un pensiero:e se il nostro universo fosse solo la progenie di un altro, universo più vecchio? Alcuni astrofisici ipotizzano che questa storia sia scritta nella radiazione residua del Big Bang:il sfondo cosmico a microonde (CMB).
Gli astronomi hanno osservato per la prima volta la CMB nel 1965, e creò rapidamente problemi per la teoria del Big Bang, problemi che furono successivamente affrontati (per un po') nel 1981 con la teoria dell'inflazione . Questa teoria implica un'espansione estremamente rapida dell'universo nei primi istanti della sua esistenza. Tiene conto anche delle fluttuazioni di temperatura e densità nel CMB, ma impone che tali fluttuazioni siano uniformi.
Non è il caso. Recenti sforzi di mappatura suggeriscono in realtà che l'universo è sbilenco, con maggiori oscillazioni in alcune aree che in altre. Alcuni cosmologi vedono questa osservazione come una prova a sostegno del fatto che il nostro universo "è esploso" da un universo genitore, nelle parole della ricercatrice del California Institute of Technology Adrienne Erickcek [fonte:Lintott]
In teoria dell'inflazione caotica , questo concetto va ancora più in profondità:una progressione infinita di bolle inflazionistiche, ognuno diventa un universo, e ognuna di queste bolle ancora più inflazionistiche in un incommensurabile multiverso [fonte:Jones].
Ancora altri modelli ruotano attorno alla formazione della singolarità pre-Big Bang stessa. Se pensi ai buchi neri come compattatori di rifiuti cosmici, sono i primi candidati per tutta quella compressione primordiale, quindi il nostro universo in espansione potrebbe teoricamente essere il buco bianco prodotto da un buco nero in un altro universo. UN buco bianco è un ipotetico corpo che agisce al contrario di un buco nero, emette energia e materia piuttosto che risucchiarla. Pensala come una valvola di scarico cosmica. Alcuni scienziati ipotizzano che il nostro universo possa essere nato all'interno di un buco nero, e ogni buco nero nel nostro universo potrebbe contenere anche universi separati [fonte:Choi].
Ma alcuni scienziati pensano che l'universo sia iniziato, non con un Big Bang, ma con un grande rimbalzo.
Molto tempo fa, i filosofi religiosi medievali in India insegnavano che l'universo attraversa un ciclo infinito di creazione e distruzione, in cui evolve da massa indifferenziata alla complessa realtà che vediamo intorno a noi, prima di autodistruggersi e ricominciare da capo [fonte:Davis].
Alcuni scienziati contemporanei sono giunti a un'idea con sorprendenti paralleli. Credono che invece di un Big Bang, l'universo si espande e si contrae in un ciclo, rimbalzando ogni volta che si riduce a una certa dimensione. Nel Teoria del grande rimbalzo , ogni ciclo comincerebbe con un piccolo, universo liscio che non sarebbe piccolo come la singolarità. Si espanderebbe gradualmente, e diventare più ingombrante e più deformato nel tempo. Infine, raggiungerebbe un punto in cui comincerebbe a crollare e gradualmente si appiattirebbe, poiché si è ridotto alle dimensioni del punto di partenza. Quindi, il ciclo ricomincerebbe [fonte:Wolchover].
Perché l'idea di Big Bounce funzioni, deve trovare un modo per aggirare i teoremi di singolarità sviluppati dai fisici britannici Roger Penrose e Stephen Hawking, che suggeriscono che un universo in contrazione si ridurrebbe fino a una singolarità, nel modo in cui un'enorme stella morente alla fine si condensa per formare un buco nero. Fare quello, I modelli Big Bounce dipendono dall'idea dell'energia negativa che contrasta la gravità e inverte il collasso, in modo che l'universo e il tempo-spazio sarebbero stati allontanati ancora e ancora [fonte:Wolchover].
Questi cicli di contrazione ed espansione si ripeterebbero, circa una volta ogni trilione di anni [fonte:Taylor].
The Big Bounce segnerebbe un allontanamento dalla visione della realtà della civiltà occidentale da quando Sant'Agostino, perché riconoscerebbe che il tempo è realmente esistito prima dell'universo come lo conosciamo.
Ma che si tratti di un Big Bang o di un Big Bounce, la questione di ciò che esisteva prima del nostro universo attuale rimane una questione aperta. Forse niente. Forse un altro universo o una versione diversa della nostra. Forse un mare di universi, ciascuno con un diverso insieme di leggi che ne dettano la realtà fisica.
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Pubblicato originariamente:7 gennaio 2019
