Cosa significa che l'universo è infinito?

spazio

L'infinito è un concetto matematico che si riferisce a una quantità illimitata all'interno di una grandezza. Dal nostro punto di vista umano, è impossibile concepire. ne parla sempre universo infinito ma è un po' difficile da capire. Ogni volta che rispondiamo a una domanda sull'universo, sorgono centinaia di nuove domande. L'universo è infinito o ha una fine? Questa domanda, che mescola astronomia e filosofia, è senza dubbio la questione chiave della scienza. La risposta a questa domanda, una volta trovata, cambierà tutto. È infinito e le sue implicazioni saranno sorprendenti e terrificanti allo stesso tempo.

In questo articolo vi parleremo dell'universo infinito, delle teorie che esistono e molto altro ancora.

L'universo è infinito?

è l'universo infinito

Tutte le prove attuali mostrano che l’universo non ha confini. In altre parole, in linea di principio, l'universo è infinito. Sappiamo molte cose sull'universo. Ne sapremo di più in futuro. Ma eravamo, siamo e saremo limitati da un aspetto: la velocità della luce. Come afferma Einstein nella sua teoria della relatività generale, l'unica costante nell'universo è la velocità della luce, che è di 300.000 chilometri al secondo.

Sappiamo anche che l'universo è nato con il big bang 13.800 miliardi di anni fa, che segnò l'inizio dell'espansione dell'universo fuori dalla singolarità spazio-temporale. Da allora sappiamo che si sta espandendo e lo sta facendo a un ritmo accelerato. Infatti, si sta espandendo a una velocità di 70 chilometri al secondo per ogni ulteriore 3,26 milioni di anni luce di distanza.

Ma qual è il problema che incontriamo quando cerchiamo di determinare se l’universo ha un limite? Cioè quando proviamo a determinare se è infinito o no. Bene, siamo limitati dalla quantità di tempo che la luce deve percorrere da quando è nato l'universo.

La distanza più lontana che possiamo vedere nello spazio è di 13.800 miliardi di anni luce. BENE, tecnicamente 13.799.620.000 milioni di anni luce, perché durante i primi 380.000 anni di vita dell'universo, l'energia era così alta che gli atomi non potevano formarsi, quindi le particelle subatomiche erano libere e si formavano per bloccare i fotoni. La verità è che la luce non è emersa realmente fino a 380.000 anni dopo il Big Bang.

Quindi questo è il nostro limite. Non possiamo vedere oltre. Poiché non possiamo vedere più lontano, non abbiamo modo di sapere se l'universo ha davvero un limite o, al contrario, se è infinito. Quindi l’unico modo per determinare se l’universo è eterno o finito è affidarsi a calcoli matematici e previsioni astronomiche.

La geometria dell'universo e la sua eternità

vastità dello spazio

Uno dei modi principali per sapere se l'universo è infinito è determinarne la forma. È un compito incredibilmente complesso, ma misurazioni e previsioni matematiche determinano che l'universo può avere solo quattro possibili geometrie: Euclideo (piatto), sferico, iperbolico (piatto ma curvo) o toroidale (come una ciambella).

Alla fine abbiamo abbandonato il toroide aperto, perché la presenza di due diverse curvature (longitudinale e trasversale) farebbero viaggiare la luce diversamente nello spazio. Ciò viola il principio cosmologico, che ci dice che l'universo è isotropo, cioè che le proprietà fisiche non dipendono dalla direzione in cui vengono esaminate.

Quindi ci rimangono tre forme possibili: planare, sferica o iperbolica. L’ipotesi sferica implica che l’universo sia chiuso. Voglio dire, è limitato. Se l'universo è una sfera, non può essere infinito. Le ipotesi piatta e iperbolica, poiché entrambe presuppongono un universo aperto, implicano che l'universo sia infinito.

In questo senso, determinare la forma dell'universo ci dice se è infinito o no. Possiamo conoscerne la geometria? Sì, almeno approssimativamente. Analisi del fondo cosmico a microonde. Questa è la radiazione rimasta dal Big Bang. Furono i primi echi luminosi ad apparire nell'universo 380.000 anni dopo la sua nascita. Si tratta di radiazioni che hanno percorso una grande distanza per raggiungerci.

Quindi è proprio questa radiazione cosmica di fondo a essere maggiormente influenzata dalla curvatura (o non-curvatura) dell’universo. Se l'universo è piatto, la sua curvatura è 0. Se l'universo è sferico, la sua curvatura è positiva (maggiore di 0) mentre se è iperbolico, la sua curvatura è negativa (minore di 0).

In questo caso quello che facciamo è calcolare la distorsione che la radiazione cosmica di fondo ha subito nel suo percorso dall'origine dell'universo. Confrontiamo le stime della dimensione della massa cosmica di fondo a microonde con la dimensione della massa che effettivamente vediamo. Se la curvatura è positiva (geometria sferica), vediamo punti più grandi rispetto alle stime del modello matematico.

Se la curvatura è negativa (geometria iperbolica), vediamo che le macchie sono più piccole rispetto alle stime del modello matematico. Senza curvatura (geometria piatta), vedremmo macchie della stessa dimensione stimata dal modello matematico.

Cosa vediamo? Nessuna distorsione. O almeno la nostra curvatura è molto vicina allo 0. La geometria dell'universo sembra piatta. Se l'universo è piatto significa che è aperto. Se è aperto, allora è infinito.

La sua geometria apparentemente piatta, combinata con il fatto che l'energia oscura non si diluisce nello spazio, non importa quanto l'universo si espanda, sembra suggerire che l'universo sia effettivamente infinito. Non ha limiti. Scoprirai nuove galassie e nuove stelle ogni volta che lo attraverserai. Non troverai mai il limite né tornerai nello stesso posto. L'universo è eterno.

Quindi l’Universo è davvero infinito?

universo infinito

Sebbene gli studi sulla geometria cosmica e sull’energia oscura sembrino suggerire che l’universo sia effettivamente infinito, non possiamo mai esserne sicuri. Questo è fondamentalmente perché non possiamo essere sicuri al 100% che l’universo sia piatto.

Sappiamo che ha una curvatura pari a circa 0, ma non ne siamo del tutto sicuri. Il calcolo non può essere perfettamente esatto, quindi potrebbe esserci una leggera curvatura positiva che non possiamo misurare (non ha molta importanza se è negativa, poiché sarà iperbolica e comunque infinita).

L'universo è piatto o leggermente sferico. Ma se fosse leggermente sferico, ciò significherebbe già che l’universo sarebbe una sfera chiusa, quindi questo renderebbe l’universo un luogo finito. Potremmo non essere mai in grado di misurare con precisione la sua curvatura. Saremmo totalmente ciechi se non sapessimo se tutto è iniziato davvero da zero. Questa piccola differenza numerica ci porterà dal concetto di universo infinito a quello di universo finito. Per non parlare del fatto che ancora non conosciamo la vera dimensione dell’universo. Siamo limitati dalle parti dell’universo che la luce ci permette di vedere.

Spero che con queste informazioni tu possa imparare di più sull'universo infinito e se lo è davvero o no.


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