L'universo finirà con un botto o con un sussulto? Una coppia di fisici teorici ha proposto una terza via: forse l'universo non finirà mai.
In uno studio che tenta di definire la natura dell'energia oscura — un fenomeno misterioso che si pensa stia facendo espandere l'universo sempre più velocemente — i fisici scoprono che l'espansione cosmica non è sempre scontata. Piuttosto, scrivono, l'energia oscura può periodicamente "accendersi" e spegnersi, a volte facendo crescere il cosmo, a volte facendolo rimpicciolire fino a quando non ci sono le condizioni per un nuovo Big Bang e per la nascita di un nuovo universo;
La grande fuga
Il nostro universo sta attualmente vivendo una fase di espansione incontrollata: il cosmo si ingrandisce sempre di più ad ogni istante che passa. I cosmologi non comprendono la causa di questa accelerazione, che chiamano energia oscura. Se questa accelerazione persiste, il nostro universo finirà per espandersi fino all'oblio, con tutta la materia e le radiazioni che si dissolveranno.
Questo non sarebbe il primo periodo di crescita incontrollata. Nei primi momenti del Big Bang, le energie e le densità erano così estreme che la fisica esistente non può farcela; essa prevede una singolarità, un punto di densità infinita in cui la matematica si interrompe. In seguito, l'universo ha sperimentato un periodo di espansione incredibilmente rapido, noto come inflazione, anch'esso poco compreso.
Da tempo gli astronomi si chiedono se queste due fasi di espansione accelerata, una nei primi istanti del Big Bang e una nell'epoca attuale, siano collegate tra loro e se un'entità che le guida entrambe eviti il problema della singolarità del Big Bang.
Demoni dinamici
Per rispondere a questa domanda, una coppia di fisici teorici ha pubblicato uno studio il 7 febbraio nella banca dati di preprint arXiv (si apre in una nuova scheda) che esamina un modello di universo in cui l'energia oscura ha sempre giocato un ruolo. Le ricerche precedenti avevano modellato l'energia oscura "accendendosi" in vari momenti per guidare l'espansione cosmica, ma la nuova ricerca propone un modello più realistico che include la materia e la radiazione.
Si voleva verificare se l'energia oscura potesse evitare una singolarità del Big Bang, guidare l'inflazione e accelerare l'universo in ritardo. Per evitare la singolarità iniziale, l'universo non può iniziare da un punto di densità infinita. Al contrario, l'universo in cui viviamo dovrebbe essere uno di una serie infinita di "Big Bounce" ripetuti.
In questo scenario, l'energia oscura guida l'universo fino a raggiungere una certa dimensione. Ma poi l'energia oscura si trasforma, costringendo l'universo a contrarsi. Il cosmo subisce quindi un grande scricchiolio, ma poco prima di raggiungere uno stato di densità infinita, l'energia oscura si inverte nuovamente, provocando un periodo di inflazione incredibilmente rapido e ricominciando il ciclo.
Un meccanismo finemente regolato
I ricercatori hanno trovato un modello di energia oscura in grado di realizzare la tripletta. Ma, cosa fondamentale, la materia e la radiazione non potevano essere presenti nell'universo estremamente precoce, altrimenti avrebbero rovinato l'inflazione. Invece, la materia e la radiazione dovevano comparire subito dopo l'inflazione, quando una parte dell'energia oscura decadeva, inondando l'universo di luce e materia;
Sebbene inizialmente abbiano avuto successo, i ricercatori non sono riusciti a trovare una classe generica di modelli di energia oscura che portasse sempre agli stessi risultati. Al contrario, hanno dovuto inserire artificialmente un valore minore per l'espansione accelerata attuale rispetto a quello previsto dalla meccanica quantistica per ottenere il risultato esatto.
Tuttavia, questa nuova ricerca punta in una direzione promettente, fornendo una piattaforma valida per esplorare ulteriormente modelli come questo. Gli esseri umani non sono necessariamente destinati a vivere in un cosmo freddo e vuoto, perché l'energia oscura potrebbe comportarsi diversamente in un futuro lontano. Solo una ricerca continua potrà scoprire il nostro destino finale;
