Congelamento, scricchiolio, rimbalzo o strappo: come finirà l'universo?

Circa 13,8 miliardi di anni fa, tutta l'energia nell'Universo oggi era contenuta in un unico punto, che è esploso in un evento chiamato Big Bang.

La nostra comprensione dell'inizio dell'universo è forte. Guardando verso l'esterno, possiamo dire che la nostra galassia si sta allontanando da tutto ciò che ci circonda, in un universo in espansione; guardare indietro nel tempo ci dice di più sulla struttura dell'universo primordiale e su come siamo arrivati ​​qui.

Tuttavia, mentre abbiamo una teoria ampiamente concordata su come si è evoluto l'universo, da una frazione di secondo dopo il Big Bang fino ai giorni nostri, come l'universo finirà è una questione completamente diversa.

Ci sono quattro teorie principali su come l'universo potrebbe incontrare la sua fine, e ognuna dipende da qualcosa chiamato densità critica dell'universo.

La densità critica è correlata alla densità media della materia e determina se l'universo può essere descritto come 'piatto', 'aperto' o 'chiuso'. In parole povere, se c'è abbastanza materia nell'universo, alla fine lo farà collassare su se stesso.

Il Grande Crunch

Se l'universo è 'chiuso', significa che c'è abbastanza materia che, attraverso la gravità, farà muovere tutto insieme. La gravità diventerà la forza più importante dell'universo. Alla fine collasserà su se stesso, comprimendosi di nuovo in una singolarità come il Big Bang.

Il grande rimbalzo

In un'altra teoria, simile al Big Crunch, l'universo collassa su se stesso. Ma dopo aver formato una singolarità, innesca un altro Big Bang. Questa teoria prevede che il nostro Big Bang non sia stato l'inizio, ma uno di una serie di cicli di crunch e bang che andranno avanti all'infinito.

Questa è la questione di un universo chiuso. Ma cosa succede se la densità non è così alta?

Il grande gelo

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Se l'universo è aperto, con una bassa densità critica, continuerà ad espandersi per sempre. Alla fine, tutto ciò che contiene raggiungerà una temperatura dello zero assoluto e questo scenario è noto come 'Big Freeze'. Tutte le stelle e le galassie esaurirebbero il carburante e morirebbero e si allontanerebbero l'una dall'altra all'infinito.

Se la densità critica non è troppo bassa ma nemmeno troppo alta, l'universo continuerà ad espandersi, ma il suo tasso di espansione rallenterà alla fine raggiungendo un arresto. Ciò richiederebbe una quantità infinita di tempo e questo scenario è un universo 'piatto'. Un universo piatto porterebbe anche al Big Freeze.

Gli astronomi hanno misurato la densità critica dell'universo utilizzando il veicolo spaziale WMAP della NASA e hanno scoperto che la densità effettiva prevede un universo piatto. Potresti pensare che questo risolva la domanda su quale scenario riserva il futuro, The Big Freeze, ma non è così semplice.

Tuttavia, gli esperimenti successivi hanno mostrato che il tasso di espansione dell'universo, misurato da qualcosa noto come la costante di Hubble, non sta rallentando, come ci si potrebbe aspettare in un universo piatto. Anzi, sta accelerando. Il misterioso driver dietro questa accelerazione non è ancora stato compreso e gli viene dato il nome generico di energia oscura.

Non sappiamo davvero se l'espansione continuerà poiché non capiamo perché sta accelerando, ha detto il fisico Freeman Dyson al BBC .

Il grande strappo

Aggiungendo energia oscura al mix, il potenziale destino dell'universo cambia. In alcune teorie, la forza dell'energia oscura aumenta in futuro, facendo sì che il tasso di espansione continui ad aumentare fino a raggiungere la velocità della luce. Questo finisce con tutti gli oggetti, anche vasti come stelle e galassie, che vengono fatti a pezzi nelle loro particelle elementari di base.

La fine dell'universo non è qualcosa di cui dovresti preoccuparti; non accadrà per miliardi, o trilioni, di anni. Ma, se dovessi puntare su una di queste quattro possibilità, ti consigliamo il Big Freeze. La maggior parte dei segnali indica il Big Freeze come la conclusione più probabile, ma ovviamente non saresti in grado di rivendicare la tua scommessa anche se avessi ragione.