Modello dell’universo a stato stazionario

Il senno di poi è una cosa meravigliosa. Guardando indietro da quello che sappiamo ora, l’idea di un universo a stato stazionario sembra un modello che non si adatta alla nostra comprensione della cosmologia. Come ho detto, il senno di poi è una cosa meravigliosa! Al momento, il modello del Big Bang è quello che consideriamo il modello più adatto per spiegare il passato profondo dell’universo, ma nel corso dei decenni ne sono stati proposti diversi altri, alcuni migliori di altri. L’universo a stato stazionario era una di quelle teorie proposte.

Il modello a stato stazionario fu proposto da tre individui nel 1948, Hermann Bondi, Thomas Gold e Fred Hoyle. Si basa sul presupposto che sulle grandi scale l’universo è completamente omogeneo; che sembra lo stesso da qualsiasi punto dell’universo in qualsiasi momento. All’epoca, questa teoria non era così folle a causa della nostra mancanza di comprensione dell’universo. Più cose abbiamo imparato sull’universo nell’ultimo mezzo secolo, più è probabile che la teoria dell’universo a stato stazionario sia semplicemente sbagliata.

L’idea del modello a stato stazionario era di rendere conto di alcuni dei problemi che erano considerati dal modello del Big Bang: il fatto che l’universo fosse calcolato più giovane del sistema solare era un grosso problema del modello del Big Bang nel 1948. Il problema allora era che la costante cosmologica era molto, molto più alta nel 1948 di quella che è stata calcolata ora, la recentissima missione Planck ottenendo ~67 km/s/Mpc o i ~72 km/s/Mpc dai dati della missione WMAP. La costante cosmologica originale era stata calcolata da Hubble nell’ordine di 500 km/s/Mpc, anche dopo che erano stati presi risultati più accurati. Nel 1948, era ancora MOLTO più alta di quello che sappiamo essere vero oggi. Come molte delle altre teorie che sono state considerate all’epoca, il modello a stato stazionario ha effettivamente risolto alcuni problemi con il modello del Big Bang dell’epoca.

Ci furono alcune ragioni per cui il modello a stato stazionario fu infine abbandonato, e una delle ragioni non era affatto scientifica, ma puramente filosofica. L’idea di avere un universo che è sempre esistito non piaceva a molte persone, perché andava contro le credenze creazioniste: l’universo non ha avuto un inizio ed è sempre esistito. Anche se questo non suggerisce che la chiesa picchiava gli scienziati come faceva nei secoli precedenti, questa era solo una sensazione tra i diversi scienziati.

Oltre alle ragioni filosofiche, c’erano molte altre ragioni scientifiche per credere che il modello del Big Bang vincesse su quello dello stato stazionario. Poiché il modello a stato stazionario suggeriva che l’universo fosse omogeneo (lo stesso se visto da ogni direzione e in qualsiasi punto della storia dell’universo), le osservazioni delle prime parti dell’universo vanno contro questo. Dal nostro punto di vista, l’universo è isotropo su larga scala, cioè sembra lo stesso in qualsiasi direzione si guardi, ma l’universo in espansione accelerata non permette che sia omogeneo. Per mantenere un universo omogeneo ha bisogno di avere una densità costante, e con l’universo in espansione, questo significa che sotto il modello di stato stazionario la materia viene creata man mano che si forma nuovo spazio.

L’ultimo commento significa che ci dovrebbero essere sia vecchie che nuove galassie insieme allo stesso tempo, ma questo non è quello che osserviamo quando guardiamo nell’universo. Il modello del Big Bang afferma che nelle prime parti dell’universo, la densità era molto più alta, mentre il modello a stato stazionario significa che l’universo di oggi dovrebbe avere un aspetto più o meno identico a quello di 13 miliardi di anni fa – ha sempre avuto lo stesso aspetto e continuerà sempre a rimanere lo stesso.

Un’altra prova contro l’universo a stato stazionario è la rilevazione di microonde da tutte le direzioni. Secondo il modello a stato stazionario, questo è causato da antiche stelle la cui luce viene assorbita e dispersa dalla polvere e quant’altro. Ovviamente, se si trattasse di oggetti puntiformi che vengono dispersi, allora i dati sulle microonde raccolti non sarebbero stati così lisci come quelli che sono. Dando un’occhiata ai dati WMAP che abbiamo o anche ai dati Planck, la varianza non può provenire da fonti puntiformi come le stelle.

Nella storia, sono state proposte molte teorie diverse per spiegare diversi fenomeni, alcune molto più stravaganti di altre. Il modello dello stato stazionario era solo una delle molte teorie che sono state proposte nell’ultimo secolo per spiegare da dove viene l’universo e dove è diretto. Guardando indietro con le informazioni che conosciamo ora, a volte è difficile credere che modelli teorici come questi possano essere stati pensati, perché sono così lontani dalla verità. Per mettere in pratica ciò che sappiamo ora, la teoria delle stringhe è un ottimo esempio. La teoria delle stringhe è un modo in cui molti scienziati stanno cercando di unificare la relatività generale e la meccanica quantistica, e tra qualche decennio, potremmo tutti guardare indietro alla teoria delle stringhe come se fosse la dura verità, o qualche idea folle ed esclamare “Cosa diavolo stavano pensando!”

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