Nel nuovo modello degli universi “rimbalzanti” c’è stato un inizio

Credito: Placidplace, Pixabay, ID: 7348841

Una delle teorie più interessanti riguardo l’origine del cosmo è quella degli universi “rimbalzanti”: il cosmo si espanderebbe e poi si contrarrebbe ciclicamente dando vita ad infiniti Big Bang. Si tratterebbe di un universo per certi versi perpetuo che non avrebbe un inizio e una fine (se non consideriamo questi Big Bang infiniti come un inizio o una fine). Questa teoria è affascinante perché, come spiega un nuovo comunicato dell’Università di Buffalo, elimina la necessità della cosiddetta singolarità iniziale, sostanzialmente di un momento nel tempo che non riusciamo a comprendere proprio perché incompatibile con le leggi fisiche che vediamo.

Un inizio del tutto

Un nuovo studio, pubblicato sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics,[1], condotto da ricercatori della stessa Università di Buffalo Will Kinney e Nina Stein, propone un’ulteriore versione del modello ciclico dell’universo. Il nuovo modello propone un inizio del tutto: anche se l’universo ha dei cicli infiniti deve aver avuto comunque un inizio.

Nuovo modello spiegherebbe cosa è accaduto prima dell’inflazione

Un universo ciclico del genere risolverebbe in parte i problemi dell’inflazione cosmica. Secondo questa teoria l’universo si sarebbe espanso all’improvviso, in un periodo di tempo brevissimo, agli inizi del tempo. La teoria dell’inflazione, però, ci racconta cosa è successo durante l’improvvisa espansione e dopo di essa, non cosa c’era prima. In sostanza torniamo al problema della singolarità iniziale.

Il problema dell’entropia nei modelli ciclici classici

Il modello ciclico classico risolve il problema della singolarità iniziale ma, secondo Kinney, va incontro ad altri problemi insostenibili. “Purtroppo, è noto da quasi 100 anni che questi modelli ciclici non funzionano perché il disordine o l’entropia si accumulano nell’universo nel tempo, quindi ogni ciclo è diverso dall’ultimo. Non è veramente ciclico”, spiega Kinney.

Il nuovo modello ciclico

Il nuovo modello ciclico supportato da ricercatori sembra risolvere il problema dell’accumulo dell’entropia suggerendo che il cosmo “si espanda di un intero gruppo ad ogni ciclo, diluendo l’entropia”, come spiega lo stesso ricercatore. Ad un certo punto l’universo si “allunga” all’improvviso “sbarazzandosi” di tutte le strutture al suo interno, compresi i buchi neri, e facendo ritornare lo stesso universo allo stato omogeneo originale. A quel punto inizia un altro grande rimbalzo. Questo modello, però, presuppone che l’universo debba avere avuto un inizio: “La nostra dimostrazione mostra in generale che qualsiasi modello ciclico che rimuove l’entropia mediante l’espansione deve avere un inizio”, spiega ancora Kinney. “Mostriamo che qualsiasi universo rimbalzante che utilizza la crescita del fattore di scala per dissipare l’entropia deve necessariamente essere geodeticamente passato-incompleto e quindi non può essere veramente ciclico nel tempo”, spiegano i ricercatori nell’abstract.[1]

C’è stato un punto nel tempo prima del quale non c’era niente?

Naturalmente la presenza di un inizio porta a diversi altri problemi concettuali, in primis il fatto che c’è stato un punto nel tempo prima del quale non c’era niente, neanche il tempo, una cosa che di solito infastidisce gli scienziati, come ammette lo stesso Stein. Ora i ricercatori vogliono su un altro modello ciclico che è stato proposto da Roger Penrose, uno nel quale il cosmo è fatto di cicli durante i quali si espande all’infinito, senza rimbalzare.

Note e approfondimenti

  1. Cyclic cosmology and geodesic completeness – IOPscience (DOI: 10.1088/1475-7516/2022/06/011)

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