Come si è formato l'universo: riassunto

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Le varie ipotesi sulla formazione dell'universo e spiegazione delle teorie sulla sua origine (di Aleksandr Fridman, di Albert Einstein, di George Gamow...) (3 pagine formato doc)

COME SI E' FORMATO L'UNIVERSO

Cosmologia e ipotesi sulla genesi dell’Universo. Lo studio dell’origine, della costituzione, della struttura e dell’evoluzione dell’universo –o più semplicemente, la cosmologia- utilizza in modo particolare la teoria della gravitazione, la teoria della relatività, la geometria riemanniana e l’osservazione delle galassie e degli ammassi di galassie.

Nel 1912 e nel 1925, V.M.
Slipher ottenne gli spettri di 41 galassie; dallo spostamento verso il rosso di questi spettri si calcolò che la velocità delle galassie varia tra 300 km/sec, per quelle che si muovono verso di noi, a 1800 km/sec, per quelle che si allontanano. Nel frattempo, nel 1915, Albert Einstein aveva pubblicato la sua famosa teoria generale della relatività; poco dopo propose un modello statico dell’universo, non essendo ancora conosciuta la sua espansione. Willem de Sitter propose un modello cosmologico, basato sulla teoria di Einstein, che permetteva spostamenti verso il rosso sia positivi che negativi.
Nel 1922 Aleksandr Fridman derivò dalla teoria di Einstein un insieme di modelli cosmologici generali, fra cui il modello statico di Einstein e il modello di de Sitter.

Origine dell'universo: riassunto

ORIGINE DELL'UNIVERSO: RIASSUNTO

Secondo queste soluzioni matematiche l’universo in espansione ebbe origine da un unico corpo di densità infinita.
George Lemaitre nel 1927 e Arthur Eddington nel 1930 proposero una teoria fisica, più tardi nota come teoria del Big Bang, secondo cui tutta la materia dell’ universo ebbe origine da un unico punto.
Per collegare le sorgenti dei campi gravitazionali, cioè materia, energia e pressione, alla struttura geometrica dello spazio-tempo, Einstein introdusse dieci equazioni, basate sullo studio di dieci potenziali. Le difficoltà incontrate per ricavare le soluzioni cosmologiche da queste equazioni si possono ridurre al minimo con le ipotesi dette “principi cosmologici”:
- l’universo è omogeneo, cioè la densità della materia (galassie) è la stessa in ogni luogo;
- l’universo è isotropo cioè la distribuzione della materia (galassie) è la stessa in ogni direzione.

Nascita dell'universo ed origine del Big Bang

NASCITA DELL'UNIVERSO

Friedman trovò un insieme completo di soluzioni cosmologiche e cioè: la struttura spazio-temporale (spazio tridimensionale più una dimensione temporale) può essere descritta da uno spazio tridimensionale la cui curvatura dipenda dal tempo.
Un aspetto importante dei modelli di Friedman è che non vi sono soluzioni statiche: l’universo, descritto da uno spazio tridimensionale di curvatura positiva, negativa o zero, si espande. Una fase di contrazione può esistere solo nel caso della curvatura positiva. Dopo che l’universo si è espanso fino alle dimensioni massime, comincerà a contrarsi verso il raggio zero. Un universo statico può esistere solo o temporaneamente fra una fase di espansione e contrazione, o come stato finale dell’espansione nel caso della curvatura zero. George Gamow e R.A. Alpher nel 1949 introdussero la fisica nucleare nel modello di Friedman. Gamow fece notare che i primi stadi dell’universo devono essere stati dominati dalla radiazione. Quando l’universo cominciò ad espandersi la densità di materia diminuì più lentamente della densità di radiazione. Perciò, dopo che l’universo si fu espanso per un certo tempo t, la densità di materia dominò quella della radiazione.

Teorie sulla nascita dell'universo

TEORIE SULLA NASCITA DELL'UNIVERSO

Nel 1964 A.A.Penzias e R.W. Wilson scoprirono e misurarono questa radiazione di fondo. Esistono due forti indicazioni secondo cui l’universo all’inizio doveva veramente essere dominato dalla radiazione. In primo luogo è stato rivelato un fondo residuo di radiazione a microonde. In secondo luogo la percentuale della massa totale di elio nell’universo è di circa il 24%. Se l’elio fosse stato tutto creato nelle stelle, se ne sarebbe formato al massimo l’1%; d’altra parte la formazione di circa il 20-30% di elio sarebbe stata possibile nei primi istanti dell’universo quando la temperatura era fra 100 milioni e 10 miliardi. Le galassie, e probabilmente anche gli ammassi stellari, si formano solo dopo che la materia diventa dominante.Con lo scorrere del tempo, la temperatura diminuisce e le particelle e le antiparticelle si annichilano reciprocamente.