Le tre ipotesi sull' evoluzione dell'
Universo: il suo sviluppo in relazione alle nuove geometrie precedentemente
illustrate.
Tra le varie
applicazioni in ambito scientifico delle geometrie non euclidee degna di nota è
quella che riguarda l'astronomia e in particolar modo quale potrebbe essere il
futuro dell'universo, argomento che da sempre ha esercitato notevole fascino
sugli studiosi del settore.
Per esaminare il futuro dell'universo, si può
collocare il Big Bang sulla superficie dei modelli.
La prima variante mostra il cosmo come un "ipersfera". A partire
dal Big Bang la materia comincia ad espandersi dal confine, finendo poi
per contrarsi di nuovo. Durante il raffreddamento, essa forma stelle e
galassie, che a causa dell'espansione dello spazio, si allontanano
gradualmente le une dalle altre. In questo modello, ad un certo punto,
viene raggiunta la distanza massima fra due galassie: esse incominciano ad
avvicinarsi di nuovo e lo spostamento verso il rosso diventa spostamento
verso il blu. Alla fine, ad un certo punto, tutta la materia si riaggrega:
si ha, così, il Big Crunch. L'universo, in questo modello, è "chiuso":
esso segue, quindi, un ciclo continuo di morte e rinascita, risulta essere
finito e può essere correttamente rappresentato con il modello geometrico
di Riemann.
Nell'altra versione l'universo sarebbe "aperto": lo
consideriamo a forma di "sella". Con un'ulteriore astrazione, collochiamo
il Big Bang sulla superficie: anche in tal caso la materia si espande e di
nuovo forma gradualmente stelle e galassie. In questo modello
l'osservatore percepisce all'inizio uno spostamento verso il rosso, perché
le galassie si allontanano l'una dall'altra, tuttavia non ci sarà mai uno
spostamento verso il blu, perché non si avrà un'inversione del moto di
espansione. Con una struttura simile l'universo continuerà ad espandersi
in eterno, così rapidamente che l'attrazione gravitazionale non riuscirà
più ad arrestare l'espansione pur riuscendo in qualche misura a
rallentarla:in principio la distanza tra le galassie è zero ma alla fine
si separano a una velocità costante. Il modello geometrico che descrive al
meglio questa ipotesi è quello di Lobacevskij e Bolyai.
Nell'ultimo caso la forma dell'universo è, invece, "piatta".
Posizionando al centro il Big Bang, l' espansione che il cosmo subirebbe
nel tempo zero non tenderebbe né ad una continua crescita, né ad un Big
Crunch. L'universo, insomma, ad un certo punto smetterà di espandersi,
rimanendo fermo ed intatto in eterno,espandendosi alla velocità
esattamente richiesta per evitare la successiva ricontrazione.La
separazione tra le galassie comincia come negli altri casi da un valore
uguale a zero,procedendo in seguito a velocità sempre minori avvicinandosi
asintoticamente a zero.Lo spazio è quindi piatto e infinito e segue le
regole della geometria euclidea.
Si potrà stabilire
quale dei tre modelli possa effettivamente rappresentare il destino
dell'universo solo nel momento in cui di riuscirà a determinare la densità
media di massa dell'universo (. La densità, infatti, dipende
dalla quantità di materia presente, e questa a sua volta determina l'intensità
dell'attrazione gravitazionale, unico fattore che può impedire una dilatazione
infinita dell'universo.
Allo stato attuale risulta possibile determinare la densità media
dell'universo solo tenendo conto della massa visibile; tuttavia questa non
riesce a giustificare alcuni effetti gravitazionali riscontrabili nella nostra
galassia che fanno supporre l'esistenza di una dark matter galattica ,cioè di una materia oscura forse costituita
da stelle che non brillano o in ogni caso da materia che non emette radiazione
luminosa, e dunque non rilevabile con i nostri mezzi.Questa dark matter galattica potrebbe portare il valore della densità
media di massa dell'universo ad avvicinarsi al valore della densità critica che è di un protone per ogni
metro quadrato.
se
la densità media di massa fosse maggiore della densità critica [Ώ>1] il
modello di evoluzione dell'universo sarebbe quello chiuso.
2)se la densità
media di massa fosse minore della densità critica [Ώ<1] il modello
sarebbe quello aperto (al momento,per le conoscenze che si hanno,questa è
l'ipotesi accreditata, anche se la presenza di dark matter potrebbe invalidare questa ipotesi.).
3)se i due valori
di densità fossero uguali [Ώ=1] il modello di espansione sarebbe quello
piatto.
[ Picolo appunti ]
