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L'Universo può espandersi più velocemente della luce senza violare la leggi della fisica?


Fra noi e il bordo dell'universo osservabile ci sono 45 miliardi di anni luce, mentre la luce viaggia da 13,77 miliardi di anni. I conti tornano appena si smette di immaginare lo spazio come un contenitore immobile. Un fotone lascia una galassia remota e, durante la corsa, il vuoto che ci separa continua a dilatarsi.

Il telescopio ne raccoglie perciò un ritratto vecchio di miliardi di anni, muto su dove quel corpo si trovi oggi: per stimarlo gli astronomi passano dal modello LCDM, che mette in conto materia oscura ed energia oscura. Quel bordo ha un nome tecnico, «orizzonte delle particelle», e un raggio che cresce con lo spazio aggiunto nei 13,8 miliardi di anni di storia certificati dal satellite Planck dell'ESA.

Perché 45 è più di 13,77

E 45 è più di 13,77, obietterà qualcuno: qualcosa allora viaggia più in fretta della luce. «Sì, sì, lo fa», risponde l'astrofisico Paul Sutter su Universe Today. Il divieto della relatività ristretta vale «soltanto — precisa — per le osservazioni locali». Nessun razzo ci sfreccerà mai accanto oltre i 300mila chilometri al secondo; due regioni lontane di spazio, al contrario, possono allontanarsi a qualunque ritmo senza che le leggi della fisica subiscano il minimo strappo. A tradire la fuga è lo spostamento verso il rosso, lo slittamento della luce verso lunghezze d'onda più lunghe.

Fu quell'arrossamento a convincere Edwin Hubble, nel 1929, che le galassie si stessero disperdendo, dodici anni dopo la costante con cui Einstein aveva puntellato un universo che voleva immobile; i calcoli di Georges Lemaître, del 1927, sono entrati nel nome della legge soltanto nel 2018, per voto dell'Unione Astronomica Internazionale.

Più un corpo è distante, più spazio si frappone, più in fretta arretra: la soglia in cui la recessione eguaglia la luce cade alla distanza di Hubble, 13,77 miliardi di anni luce. Per quanto la loro corsa batta la velocità della luce, le galassie oltre quel limite restano visibili, perché il raggio che oggi ci arriva partì quando erano molto più vicine.

I due orizzonti del cosmo

Esiste comunque un secondo perimetro, l'orizzonte degli eventi cosmologico, oltre il quale ciò che viene emesso adesso non ci raggiungerà mai. Diciassette miliardi di anni luce. Dal confine più esterno, quello delle particelle, arriva invece il segnale più antico in nostro possesso: la radiazione di fondo, sprigionata 380mila anni dopo il Big Bang e stirata fino alle microonde da un fattore mille. Con l'accelerazione impressa dall'energia oscura l'orizzonte degli eventi si allargherà fino ad assestarsi, si fa per dire, attorno ai 60 miliardi di anni luce.

Il futuro dell'universo osservabile

Fra un centinaio di miliardi di anni un astronomo del Gruppo Locale — la Via Lattea, Andromeda a 2,5 milioni di anni luce e qualche decina di satelliti — punterà lo strumento su un cielo deserto e concluderà, con dati impeccabili, di abitare l'unica isola del cosmo. Le altre galassie «spariranno» restando esattamente dove sono.

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