Il Big Rip (grande strappo) è un’inquietante ipotesi cosmologica in cui l’espansione dell’universo accelera al punto che tutta la materia, dalle galassie agli atomi, viene violentemente lacerata e Il tessuto dello spazio-tempo si allunga fino a frantumarsi.
Questa teoria potrebbe ridefinire il destino ultimo di tutto ciò che conosciamo. Cosa potrebbe significare questo per la nostra comprensione dell’universo?
La teoria del Big Rip
Il Big Ripig è un modo teorico in cui l’universo potrebbe finire, a seconda della sua densità totale, che è difficile da determinare. Le osservazioni di astronomi e fisici mostrano che l’universo, nel suo insieme, continua ad espandersi e che gli oggetti al suo interno, come le galassie, si allontanano gli uni dagli altri a un ritmo crescente.
Se questa espansione e questa maggiore accelerazione continuassero indefinitamente a causa dell’insufficiente densità dell’universo, allora tutti gli oggetti alla fine inizierebbero a disgregarsi dando vita al big rip: inizialmente le galassie si disfarebbero, seguite da stelle e pianeti, e infine gli atomi e altre particelle verrebbero fatte a pezzi.
Un quarto di secolo fa, gli astronomi hanno scoperto l’energia oscura, che è il nome dato all’apparente espansione accelerata dell’universo. Questa energia oscura è profondamente misteriosa. al momento non capiamo cosa lo causi, da dove provenga o cosa farà, ma questo non ha impedito ai teorici di fare ipotesi.
La cosa più semplice che potrebbe essere l’energia oscura è una cosiddetta costante cosmologica. In questa semplice immagine, l’energia oscura è una sostanza che permea tutto lo spazio e il tempo. C’è energia oscura ovunque ed è perfettamente costante. È esattamente lo stesso attraverso lo spazio e il tempo. Questa sostanza accelera l’espansione dell’universo, ma per il resto non cambia mai.
Big Rip e l’energia oscura fantasma
Pe approfondire la teoria del Big Rip, bisogna considerare la possibilità è che la sostanza dietro l’energia oscura possa ripiegarsi su se stessa, amplificandosi con il tempo. Questa situazione è nota come energia oscura fantasma (o semplicemente energia fantasma). In questo caso, l’accelerazione aumenterebbe con il tempo.
Paradossalmente, questo aumento dell’accelerazione renderebbe l’universo osservabile molto più piccolo. Questo perché la velocità tra due punti qualsiasi continuerebbe a crescere, anche oltre la velocità della luce. In questo scenario, le galassie si allontanrebbero l’una dall’altra così velocemente che non si vedrebbero mai più. Questo farebbe sì che il limite osservabile di quello che potremmo vedere si restringa nel tempo in modo incontrollato.
Se due punti venissero separati più velocemente della luce, non interagirebbero più attraverso alcuna forza fisica. Mentre un’energia oscura costante lascerebbe dietro di sé oggetti già intatti, come ammassi di galassie, l’energia fantasma potrebbe farli a pezzi. In un periodo di tempo finito, tra miliardi di anni, gli ammassi si separerebbero, seguiti da oggetti sempre più piccoli. Persino i legami atomici e nucleari non resisterebbero all’assalto.
Alla fine, lo spazio stesso si dissolverebbe in un evento noto come Big Rip. Due punti qualsiasi, non importa quanto vicini, verrebbero strappati a una distanza infinita l’uno dall’altro. La struttura stessa dello spazio-tempo, i fondamenti causali che fanno funzionare il nostro universo, non si comporterebbero più. L’universo semplicemente crollerebbe.
La maggior parte dei fisici non crede che lo scenario del Big Rip possa effettivamente verificarsi. Innanzitutto, non è chiaro come il processo del Big Rip interagisca con le altre leggi della fisica. Ad esempio, i quark non possono essere fatti a pezzi: quando si tenta di farlo, è necessaria così tanta energia che nuovi quark si materializzano dal vuoto. Quindi fare a pezzi i quark potrebbe portare ad altre interazioni interessanti.
Inoltre, l’energia fantasma non si comporta secondo la fisica normale. Per far sì che funzioni, la sostanza fantasma deve avere energia cinetica negativa. Ma l’energia cinetica negativa di solito non si verifica nell’universo, un esempio di questo potrebbe essere una palla che rotola naturalmente in salita, quindi questa sarebbe un’eccezione piuttosto importante alla nostra comprensione consolidata della fisica.
Se il big rip si mai dovesse realizzare, accadrà tra centinaia di miliardi di anni
Per decenni gli astronomi hanno tentato di misurare la forza dell’energia oscura. Lo fanno attraverso un numero noto come parametro dell’equazione di stato, che, per la sostanza dell’energia oscura, misura il rapporto tra la sua pressione e la sua densità di energia. Una costante cosmologica corrisponde a un parametro pari a -1, mentre uno scenario di energia fantasma è qualsiasi cosa in cui questo parametro sia inferiore a -1.
Finora, tutte le misurazioni astronomiche sono compatibili con una costante cosmologica, un parametro dell’equazione di stato pari a -1. Ma stranamente tutte quelle stesse misurazioni, anno dopo anno, preferiscono un valore leggermente inferiore a -1. Tutte queste misurazioni presentano incertezze, che includono il caso di una costante cosmologica, ma è interessante che i dati sembrino preferire un universo di energia fantasma.
Alcuni fisici ritengono che ulteriori prove ci allontaneranno dallo scenario fantasma, portandoci saldamente nella sicurezza di una costante cosmologica. Altri, tuttavia, lo prendono come un segno che l’universo potrebbe dirci qualcosa di interessante. Forse c’è qualche combinazione fisica consentita dalle leggi attuali che dà l’apparenza di energia fantasma, o forse ci sono alcuni principi nuovi fisici che ora sembrano impossibili ma che avranno senso con una nuova comprensione.
Anche se avessimo uno scenario di energia oscura fantasma, non è che l’universo si disgregherà presto. Con i noti vincoli di misurazione, il Big Rip non si realizzerebbe per centinaia di miliardi di anni. Quindi, nel frattempo, possiamo goderci il cosmo calmo, stabile e meraviglioso.
