La
teoria moderna sull’evoluzione dell’universo nasce dall'applicazione, a
opera di Einstein
(1917), dei principi
della relatività generale ai dati sull'universo forniti dalle singole scienze,
soprattutto fisica, termodinamica e matematica. Prima di allora i modelli della
cosmologia esprimevano le istanze e le pretese della visione filosofica del
mondo. Il modello aristotelico, base dei sistemi del mondo prima di Copernico,
rappresentava un Universo finito, materiale e percettibile, sostanzialmente
statico. La rivoluzione copernicana, col declassamento del nostro pianeta, e
l'impiego di strumenti sempre più potenti e perfezionati hanno aperto la
strada, da Galileo
in poi, a un Universo infinitamente esteso, popolato di stelle e galassie e
soggetto a trasformazioni evolutive. Lo studio sull’evoluzione del cosmo è
quanto mai ancora in piena fase di svolgimento. Su di una cosa si è certi:
l’origine dell’universo dovrebbe essere avvenuta all’incirca 15-20
miliardi di anni fa (periodo calcolato grazie agli studi di Hubble)
in un evento chiamato big-bang.
Il big-bang è uno stato iniziale, un “tempo zero”, da attribuire
all'universo nel momento di totale concentrazione della materia cosmica in una
singolarità fisica dello spazio-tempo (cronotopo) priva di dimensioni
che scaturì poi in una grande esplosione iniziale, con cui il fluido
cosmologico, reso eccezionalmente caldo dalla sua stessa concentrazione, trovò
la possibilità di avviare le prime reazioni di nucleosintesi per la
formazione degli elementi più leggeri (idrogeno, elio e litio). Per quanto
riguardi gli studi generali sull’evoluzione del cosmo è importante
sottolineare e ricordare il pensiero e le teorie del matematico Friedmann,
che dopo avere studiato la stabilità dell’universo teorizzato da Einstein,
giungeva alla conclusione che questo è sottoposto a forze concomitanti e
antagoniste – quella repulsiva dell'energia interna e quella attrattiva
dell'energia gravitazionale – e che di conseguenza esso è soggetto a una
evoluzione nel tempo, col variare il fattore di scala secondo tre modelli
distinti (detti modelli
di Friedmann). E,
precisamente, essi sono rappresentati: dall'universo
ellittico, dall'universo
piatto e dall'universo
iperbolico.
1:
Nel primo modello di
Friedmann prevalgono le forze gravitazionali: esso evolve a partire da un punto
singolare, a concentrazione infinitamente grande, e da un volume nullo, fino a
che raggiunge un massimo valore del fattore di scala. Dopo di che torna a
contrarsi per annullarsi in un secondo punto singolare finale. Si tratta, perciò,
di un universo chiuso che, eventualmente può tornare a descrivere il processo
(universo ciclico).
2:Il secondo
modello evolve anch'esso da un punto singolare iniziale, ma la sua espansione
procede all'infinito, per inerzia, decelerando asintoticamente a zero, in
perfetto equilibrio fra le forze antagoniste.
3:
Il terzo modello evolve
ancora secondo un processo d'espansione; ma questo, pur decelerando
progressivamente, si prolunga in modo indefinito poiché in esso prevalgono le
forze repulsive: si tratta di un universo aperto.
Al
secondo modello andarono le simpatie di Einstein; ma il padre della relatività
– convinto assertore della staticità dell'universo – credé opportuno
correggerne la trattazione introducendo nelle equazioni un termine correttivo,
la costante cosmologica L,
descrivente un'azione repulsiva a distanza, atta a produrre un'azione
bilanciatrice nei confronti della gravità, sì da rendere statico il modello.
Tuttora, comunque, queste tesi sono ancora in discussione, e ad esse se ne sono
affiancate anche molte altre.
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