Il Big Bang è la narrativa che definisce la cosmologia moderna: un’audace dichiarazione che il nostro universo ha avuto un inizio e avrà un’età limitata, proprio come gli umani che vivono al suo interno.
Quell’età limitata, a sua volta, è definita dall’evidenza che l’universo si sta espandendo.
Queste due idee, un inizio cosmico partito da una singolarità, seguito da miliardi di anni di espansione cosmica, sono così strane che alcune persone non riescono a farsene una ragione. Di conseguenza, esistono scettici che mettono in discussione la validità del modello del Big Bang fino da quando c’è stato un modello del Big Bang.
Tra i cosmologi tradizionali, i dubbi sul Big Bang si estinsero in gran parte negli anni ’60 con la scoperta dello sfondo cosmico delle microonde – un ronzio omnidirezionale di radiazioni che ha senso solo come una reliquia dall’era calda e primordiale dell’universo.Un certo numero di scettici, però, continua ad avere dubbi.
Ultimamente, inoltre, i dubbi degli scettici si sono intensificati, ispirati da una discrepanza sconcertante in diverse misurazioni su come l’universo si sta espandendo.
D’altra parte, persino i più ortodossi oggi riconoscono che la nostra comprensione dell’universo primordiale è decisamente incompleta. Quindi ora potrebbe essere il momento migliore per approfondire la grande domanda: il modello del Big Bang potrebbe essere sbagliato?
Questa domanda emerge continuamente nei forum pubblici e sui social media. Nella maggior parte dei casi, sembra radicata non tanto nei dubbi sulla scienza quanto nell’incomprensione di ciò che è la scienza. Ogni risposta significativa deve quindi iniziare con una chiarificazione cruciale: il Big Bang significa due cose completamente diverse a seconda di chi ne sta parlando.
Nella concezione popolare, il concetto di Big Bang è spesso usato in senso ampio per indicare il misterioso evento primordiale che ha creato l’universo, comunemente considerato come una tremenda esplosione emanata da un singolo punto (per essere giusti, gli articoli e le illustrazioni popolari spesso rafforzano questa idee a causa di una eccessiva semplificazione e del linguaggio confuso).
Ma questo non è ciò che i cosmologi intendono per Big Bang.
Un punto chiave è che il Big Bang non è stato il tipo di esplosione del genere che siamo comunemente portati ad immaginare.
“Questo è un concetto difficile da comprendere per chi non abbia una base scientifica adeguata“, dice Wendy Freedman, cosmologa dell’Università di Chicago. “La prima cosa da eliminare sarebbe l’immagine di un’esplosione che ricorda quella di una bomba, che è la prima cosa che si è portati ad immaginare, e che è sbagliata, dove hai un’esplosione con la materia proiettata da un centro verso l’esterno. Questo non è quello che è successo”.
“Il Big Bang è un’esplosione di spazio, e non nello spazio. Non c’è centro o margine per questa esplosione“.
Non c’era nulla prima del Big Bang, quindi nulla poteva espandersi nel nulla. Piuttosto, al momento del Big Bang, tutto lo spazio ha iniziato ad espandersi, ovunque.
Quando si dice che l’universo è in espansione, non è che si espande nello spazio ma è lo spazio ad espandersi dilatando l’universo.
È come quando si soffia in una cannuccia che è stata immersa in una soluzione di acqua e sapone e si forma una piccola bolla di sapone. Quella bolla può essere paragonata all’universo uscito dal Big Bang: continuando a soffiare, la bolla di sapone si ingrandisce, si espande.
Questo è il motivo per cui le galassie sembrano allontanarsi da noi in ogni direzione. Qualsiasi osservatore, ovunque, vedrebbe la stessa cosa.
Per chiunque si chieda come l’universo possa essersi formato da un’esplosione in un punto dello spazio, la risposta è che non è andata così. Si tratta di un’idea davvero sbagliata, e non è nemmeno adatta a descrivere il Big Bang.
Il che ci porta all’altro punto chiave: il Big Bang è una descrizione di come l’universo ha avuto inizio, non una spiegazione del perché o da dove è iniziato. Non presuppone nulla su cosa (o chi) ha creato l’universo, e non assume nulla riguardo a cosa (se mai c’è stato) c’era prima.
Per i cosmologi moderni, il Big Bang è un modello che descrive come l’universo si è espanso da uno stato iniziale estremamente caldo e denso alla realtà che vediamo oggi.
L’evidenza più nota come prova del Big Bang deriva dall’effetto “redshift“, l’allungamento osservato nella luce che ci giunge da galassie lontane, ma questa non è certo l’unica fonte di supporto.
Lo spettro e la distribuzione dello sfondo a microonde cosmico corrispondono esattamente alle aspettative del Big Bang caldo. L’evoluzione delle galassie testimonia l’età finita dell’universo e l’età osservata delle stelle più vecchie convalida l’età dell’universo dedotta dall’espansione cosmica.
La distribuzione su larga scala delle galassie mostra un sottile schema increspato che corrisponde all’increspatura delle onde acustiche nella minestra primordiale di particelle e radiazioni del Big Bang. L’abbondanza osservata di idrogeno, elio, deuterio e litio nell’universo si allineano esattamente con i modelli delle reazioni nucleari che si sono verificate in quella zuppa.
L’intero quadro interpretativo del Big Bang potrebbe essere sbagliato?
Forse non si può dire che sia impossibile ma, alla luce delle nostre conoscenze attuali è inconcepibile.
Una delle ultime resistenze importanti contro il modello cosmologico del Big Bang, fu di Geoffrey Burbidge, che aveva sostenuto la cosmologia dello Stato Steady all’inizio della sua carriera, rifiutandosi di abbandonare la sua teoria anche molto tempo dopo che le prove l’avevano smentita. Successivamente inventò un complicato modello di universo oscillante, che incorpora efficacemente molti piccoli big bang. Alla fine, quindi, anche lui ha accettato il Big Bang; solo, senza dirlo.
Sono state presentate, nel tempo, molte proposte alternative al Big Bang, ma nessuna affronta onestamente e in modo completo la vastità delle prove osservative che il nostro universo ha avuto un inizio caldo e denso circa 13,8 miliardi di anni fa.
È vero, però, che è importante essere aperti su quanto non sappiamo. Non solo è possibile, ma è assolutamente certo che la nostra comprensione del Big Bang è incompleta.
L’inflazione cosmica è una teoria ampiamente accettata su ciò che è accaduto nella prima frazione di secondo dopo il Big Bang, ma non è dimostrata.
L’attuale disputa sul tasso di espansione cosmica potrebbe essere un riflesso della nostra ignoranza su quell’era antica. Perché e come si è verificato il Big Bang è un completo mistero.
Alcuni cosmologi speculano sul “multiverso“, o sull’idea di “un universo oscillante con molti inizi”, o su una “collisione tra due membrane di realtà” che hanno creato il nostro universo.
Nessuno sa quale di queste idee, se esiste, sia corretta. Ma quello che tutti hanno in comune è che accettano la prova che il nostro attuale universo è emerso da uno stato precoce intensamente caldo e denso, vale a dire che, praticamente tutti assumono il Big Bang come punto di partenza.
C’è stato un tempo prima del Big Bang? L’universo si espanderà per sempre? Ci sarà un altro Big Bang? L’universo è finito o infinito? Esistono altri universi?
Queste sono tutte domande eccitanti e aperte. Abbiamo molto da imparare sul nostro posto nel grande schema dell’universo, ma possiamo essere abbastanza fiduciosi che, ovunque le future teorie e scoperte ci portino, il Big Bang farà parte del quadro.
