Il primo colore dell’universo

Il cosmo è una tavolozza di colori visibili e invisibili ai nostri occhi, colori vecchi e nuovi. Tra tutti questi c'e un colore che è apparso prima degli altri, il primo colore dell'universo.

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L’universo è colmo di ogni tipo di radiazione visibile ai nostri occhi o rilevabile da strumenti appositamente realizzati per captarle. La luce bianco-blu delle stelle giovani, il rosso delle nubi di idrogeno, lampi di raggi gamma e raggi X, onde radio e il debolissimo segnale del fondo cosmico a microonde. Il cosmo è una tavolozza di colori visibili e invisibili ai nostri occhi, colori vecchi e nuovi. Tra tutti questi c’e un colore che è apparso prima degli altri, il primo colore dell’universo.

L’universo è nato 13,8 miliardi di anni fa con il big bang, nome dato alla teoria inizialmente in senso dispregiativo da Hoyle ma che oggi ha il consenso della quasi totalità della comunità scientifica, perché “il grande scoppio” si accorda con tantissime osservazioni.

Nelle sue prime fasi l’universo era più denso e caldo di quanto non sarebbe mai stato in futuro. Il big bang viene spesso visualizzato come un lampo di luce accecante che appare dall’oscurità, ma questa non è un’immagine che corrisponde a quanto successo. Il Big bang non è un’esplosione di luce in uno spazio buio, ma è l’espansione di un punto che concentra in sé tutta l’energia, lo spazio e il tempo dell’universo stesso.

Inizialmente, la temperatura era così alta che la luce stessa non esisteva. L’universo neonato doveva raffreddarsi per una frazione di secondo prima che i fotoni potessero fare la loro comparsa. Dopo circa 10 secondi, l’universo è entrato nell’era dei fotoni. In seguito protoni e neutroni si sono raffreddati e hanno formato i primi nuclei di idrogeno ed elio e lo spazio si è riempito di un plasma di nuclei, elettroni e fotoni. A quel tempo la temperatura dell’universo era di circa un miliardo di gradi Kelvin.

C’erano i fotoni, un mare di fotoni ma il colore non esisteva ancora, non esistevano esseri dotati di occhi e cervello per interpretare quel mare di radiazioni. Durante l’era della luce la temperatura era così elevata che i fotoni non potevano penetrare nel denso plasma di particelle elementari che assorbivano e emettevano i fotoni stessi.



La luce ha iniziato a viaggiare liberamente quando i nuclei e gli elettroni si sono raffreddati abbastanza da poter formare i primi nuclei atomici di idrogeno ed elio, con una spruzzata di pochi elementi un po’ più pesanti. Dovettero passare circa 380.000 anni perché l’universo si raffreddasse così tanto.

Dopo quel primo lasso di tempo l’universo osservabile era composto da idrogeno ed elio e aveva un diametro di 84 milioni di anni luce e i fotoni nati subito dopo il big bang erano liberi di viaggiare attraverso lo spazio e il tempo.

Quei fotoni sono ciò che ora vediamo come lo sfondo cosmico a microonde. Quel bagliore di luce di un tempo in cui l’universo poteva finalmente essere osservato. Con il passare dei miliardi di anni il bagliore si è raffreddato a un punto tale che ora ha una temperatura di 3 gradi sopra lo zero assoluto. Quando apparve per la prima volta, l’universo era molto più caldo, circa 3.000 K.

Oggi abbiamo una buona idea di quale sia stato il primo colore. L’universo primordiale aveva una temperatura quasi uniforme, e la sua luce aveva una distribuzione di lunghezze d’onda conosciute come corpo nero. Molti oggetti ottengono il loro colore dal tipo di materiale di cui sono fatti, ma il colore di un corpo nero dipende esclusivamente dalla sua temperatura.

Un corpo nero a circa 3.000 K avrebbe un bagliore bianco-arancio brillante, simile alla luce calda di una vecchia lampadina da 60 watt.

Gli esseri umani non vedono il colore in modo molto preciso. Il colore che percepiamo dipende non solo dal colore reale della luce, ma dalla sua luminosità e dal fatto che i nostri occhi siano adattati al buio. Se potessimo tornare al periodo di quella prima luce, probabilmente percepiremmo un bagliore arancione simile alla luce del fuoco.

Nel corso delle successive centinaia di milioni di anni il debole bagliore arancione è andato sbiadendosi e virando verso la parte rossa dello spettro mentre l’universo si espandeva e si raffreddava.

Dopo 400 milioni di anni si sono formate cosi le prime stelle blu-bianche che accendendosi hanno iniziato ad inondare lo spazio di una nuova luce.

Quando le stelle e le galassie apparvero, il cosmo iniziò ad assumere un nuovo colore. Ma questo nuovo colore durò per poco, invecchiando, le gigantesche stelle blu-bianche esplosero e il buio del cosmo venne cosi illuminato dal rosso intenso delle stelle nane.

Queste stelle dureranno molti miliardi di anni ma anche loro un giorno smetteranno di produrre energia, luce e colore, lasciando il cosmo in un profondo e freddo buio.

Fonte: Universe Today

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