Quanto è grande l’universo?
È una domanda che può venire in mente quando osserviamo il cielo notturno, le luci che vediamo sono un’istantanea del passato. Stelle, pianeti e galassie sono cosi distanti dalla Terra che alla luce occorrono anni per giungere fino a noi anche dalle stelle più vicine.
L’universo è un luogo sconfinato, ma quanto lo è in realtà?
Secondo Sarah Gallagher, astrofisica della Western University in Ontario, (Canada) potremmo non scoprirlo mai.
L’estensione dell’universo è uno dei misteri fondamentali che l’astrofisica potrebbe non riuscire a svelare, ma questo non impedisce agli astronomi di provare a dare una qualche risposta.
Più un oggetto è vicino, più facile è misurare la sua distanza, spiega Gallagher.
La Luna è molto vicina e la sua distanza è molto semplice da calcolare, soprattutto da quando gli astronauti lasciarono sulla superficie lunare degli specchi in grado di riflettere la luce dei laser che gli astronomi fanno brillare verso la Luna.
Per conoscere con precisione la distanza tra la Terra e la Luna è sufficiente agli astronomi calcolare il tempo che trascorre tra l’emissione del raggio laser e il suo ritorno nel punto di emissione.
Questo è un buon metodo per misurare le distanze ma, nota la Gallagher, del tutto inefficace per gli oggetti più distanti.
Per raggiungere un oggetto davvero distante, infatti, occorrerebbe un laser estremamente potente ma per misurare gli oggetti più lontani dovremmo attendere centinaia, se non migliaia di anni.
Un’altra possibilità per misurare la distanza di oggetti lontani è la loro luminosità, infatti, le stelle cambiano colore man mano che invecchiano e, in base a quel colore, gli scienziati possono stimare quanta energia e luce emettono.
Due stelle che emettono la stessa energia e luminosità non appariranno uguali dalla Terra se una di quelle stelle è molto più lontana.
La stella più lontana apparirà meno luminosa e la sua luce sarà più spostata verso il rosso. Gli scienziati possono confrontare la luminosità effettiva di una stella con ciò che vediamo dalla Terra e usare quella differenza per calcolare quanto è lontana la stella.
Ma per calcolare distanze ancora maggiori? Come calcolare quanto è grande l’universo?
Sappiamo che più un oggetto è distante, più tempo impiega la sua luce a giungere fino a noi.
Immaginiamo oggetti così lontani che la luce impiega per raggiungerci milioni o miliardi di anni, o oggetti ancora così distanti che la loro luce è ancora in viaggio e non è ancora arrivata ai nostri occhi.
Questo è quanto devono affrontare gli astronomi per calcolare la distanza di un oggetto così lontano e, in tal proposito, Will Kinney, fisico dell‘Università di Stato di New York, ha detto:
“Possiamo solo vedere una piccola bolla [dell’universo]. E cosa c’è al di fuori di questa bolla di visibilità? Non lo sappiamo davvero“.
Ma calcolando la dimensione di questa piccola bolla, gli scienziati possono stimare cosa c’è al di fuori di essa e farsi un’idea anche di quanto è grande l’universo.
Gli scienziati sanno che l’universo ha circa 13,8 miliardi di anni. Ciò significa che un oggetto la cui luce ha impiegato 13,8 miliardi di anni per raggiungerci dovrebbe essere l’oggetto più lontano che possiamo vedere.
Quindi qualcuno potrebbe pensare che la risposta alla domanda: “quanto è grande l’universo” sia: “13,8 miliardi di anni“.
No, questa è una convinzione errata che hanno in molti, perché non tengono conto di un altro fatto indiscutibile, l’universo si espande continuamente a una velocità crescente.
La luce ha viaggiato per 13,8 miliardi di anni e l’universo nel frattempo si è espanso trascinando con sé la luce.
Oggi gli scienziati sanno quanto si è dilatato partendo dall’origine: oggi l’universo è una sfera del raggio di 46,5 miliardi di anni luce, e lo ricaviamo grazie al calcolo dell’espansione dell’universo a partire dal dal big bang.
Alcuni scienziati hanno usato quel numero per cercare di calcolare ciò che va oltre il limite di ciò che possiamo vedere. Basandosi sul presupposto che l’universo sia curvo, gli astronomi possono usare i modelli per stimare quanto si estende il resto dell’universo.
Uno studio ha scoperto che l’universo reale potrebbe essere grande almeno 250 volte la dimensione dei 46,5 miliardi di anni luce che possiamo effettivamente vedere.
Will Kinney ha sottolineato: “Non ci sono prove che l’universo sia finito, potrebbe benissimo continuare all’infinito“.
Secondo la Gallagher, non sappiamo se l’universo sia finito o infinito, sappiamo che è enorme e sfortunatamente, la piccola parte che possiamo osservare ora è il massimo che saremo mai in grado di osservare.
Sappiamo che l’universo si sta espandendo a un ritmo crescente, i bordi esterni del nostro universo osservabile si stanno muovendo apparentemente più velocemente della luce.
Ciò significa che i bordi del nostro universo si stanno allontanando da noi più velocemente di quanto la loro luce possa raggiungerci.
A poco a poco, questi bordi si sottrarranno alla nostra vista e, probabilmente, non potremo mai sapere con precisione quanto è grande l’universo.
Non conosciamo l’effettiva estensione del nostro universo e non conosciamo tutti gli oggetti che esso contiene ma la scienza continua a cercare una risposta.
