Spazio

Che cosa avremmo visto, alla nascita dell'Universo?

Peccato non essere stati lì, quando tutto ha avuto inizio, ma la scienza ci aiuta. Ecco una breve storia della luce, dal Big Bang alle stelle.

Un infinitesimale punto di energia: tutto ebbe inizio così, 13,8 miliardi di anni fa, ma - per definizione - nessuno era presente al momento del "fatto". Immaginiamoci invece, almeno per un momento, testimoni del Big Bang. Che cosa avremmo visto e percepito? Un articolo pubblicato su ArXiv cerca di stimare la quantità di luce che poteva esserci nell'Universo bambino e offre alcuni spunti di riflessione.

Il cielo notturno può sembrare soltanto scuro, ma è pervaso da una radiazione a microonde (invisibile all'occhio umano) che lo scalda fino a una temperatura di 2,7 °C sopra allo zero assoluto: siamo perciò a -270 °C. L'Universo è in espansione e possiamo ipotizzare che, in futuro, l'ulteriore "diluizione" di questa radiazione di fondo porterà il Cosmo intero alla temperatura sotto alla quale pensiamo non sia possibile scendere oltre, ossia -273 °C (o, se preferite, 0 Kelvin).

La Terra è speciale? Ecco 15 fatti che rimettono l'Universo in prospettiva. © SPL/Contrasto

In passato però l'Universo era più piccolo e compresso, e la luce (la radiazione) che lo riempiva si trovava a più alte frequenze e temperature. Tenete presente che "futuro" e "passato" sono da intendersi come "tempi cosmici".

L'attimo fulgente. A una frazione di secondo dal Big Bang l'Universo era un milione di miliardi di volte più piccolo di un atomo, ed era anche un quadrilione di volte più caldo (o un milione alla quarta, 10 elevato alla ventiquattresima potenza) del centro del Sole. Da questo minuscolo e super energetico inizio presero avvio l'espansione e il progressivo (in tempi cosmici) raffreddamento.

Se avessimo potuto aprire gli occhi, prima di bruciare saremmo rimasti accecati da una luce intensissima a frequenze luminose non percepibili dall'uomo. Non c'erano stelle, ma un'informe zuppa di particelle.

Gli atomi iniziarono a formarsi soltanto 370 mila anni più tardi e le condizioni di luminosità iniziarono a essere compatibili con l'occhio umano a partire da 1,2 milioni di anni dall'inizio. A quel punto il "cielo", o come volete chiamarlo, aveva il colore e la temperatura della luce di una candela nel suo punto più caldo: 1.400 °C.

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Pare che i sistemi solari tendano ad avere pianeti con dimensioni simili, distanziati in modo regolare. Fa eccezione il Sistema Solare... Il Sistema Solare è speciale?

Il lento raffreddamento. Nei successivi 4,6 milioni di anni quel cielo sarebbe diventato progressivamente più rosso e scuro, fino a essere finalmente quel nero notte che dalla Terra non vediamo, ma possiamo almeno immaginare: buio, senza l'ombra di una stella e ancora caldo come un forno.

Dal Big Bang alle stelle: breve storia della luce
L'Universo: 12 galassie lontane lontane... © : NASA, ESO , NAOJ, Giovanni Paglioli - Processing: R. Colombari

Solo 4,3 milioni di anni più tardi, quando l'Universo aveva 10 milioni di anni, la temperatura si fece più tollerabile (più o meno quella di una sauna). Un milione di anni di espansione più tardi, avrebbe raggiunto quella di una tazza di tè, o di un bagno caldo.

Dal gelo alle stelle. Se fossimo stati lì, avremmo indossato le maniche corte ancora per 5 milioni di anni, e iniziato a mettere la giacca solo 15 milioni di anni dopo il Big Bang. A 16 milioni di anni dall'inizio le temperature erano già sotto lo zero e dopo appena 110 milioni di anni dal suo principio, lo Spazio era alla temperatura dell'azoto liquido (-196 °C).

Se ci fossimo trovati "fuori" e avessimo avuto molta pazienza, dopo 150 milioni di anni avremmo visto il cielo notturno cambiare. La materia cominciava ad ammassarsi per effetto della gravità e, in alcuni sparpagliati punti, lontanissimi tra loro, luce e calore iniziarono a tornare: nascevano le prime stelle.

29 gennaio 2018 Elisabetta Intini
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