Universo: differenze tra le versioni

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L'osservazione [[scienza|scientifica]] dell'universo, la cui [[Universo osservabile|parte osservabile]] ha un diametro di circa 93 miliardi di [[anno luce|anni luce]],<ref name=lineweaver>{{Cita web|autore1=Charles Lineweaver|autore2 = Tamara M. Davis|anno = 2005|url = http://www.mso.anu.edu.au/~charley/papers/LineweaverDavisSciAm.pdf|titolo = Misconceptions about the Big Bang|editore = Scientific American|accesso=15 luglio 2016}}</ref> suggerisce che esso sia stato governato dalle stesse [[legge fisica|leggi]] e [[Costante fisica|costanti fisiche]] per la maggior parte della sua storia e in tutta la sua "estensione" osservabile. La teoria del [[Big Bang]] è il più accreditato [[Cosmologia (astronomia)|modello cosmologico]] che descrive l’inizio della sua espansione; [[#Storia della sua osservazione|si calcola che tale evento sia avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa]].<ref name=planck2020>{{cita pubblicazione|autore=Planck Collaboration |anno=2020 |titolo=Planck 2018 results. VI.&nbsp;Cosmological parameters|rivista=Astronomy & Astrophysics |volume=641 |numero=A6 |p=15 |doi=10.1051/0004-6361/201833910 |ISSN=0004-6361}}</ref><ref name=planck>{{Cita web|titolo = Planck reveals an almost perfect universe|url=http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Planck/Planck_reveals_an_almost_perfect_Universe|sito= Planck|editore = [[Agenzia Spaziale Europea|ESA]]|data=21 marzo 2013|accesso=21 marzo 2013}}</ref>

Osservazioni di [[supernove]] hanno dimostrato che l'Universo, almeno nella sua zona osservabile, sembra espandersi a un [[Universo in accelerazione|ritmo crescente]], e una serie di modelli sono sorti per prevederne il [[Destino ultimo dell'universo|destino finale]]. I [[fisico|fisici]] sono incerti su che cosa abbia preceduto il Big Bang; molti si rifiutano di speculare, dubitando che si potranno mai trovare informazioni relative allo stato originario. Alcuni propongono modelli di [[universo oscillante|universo ciclico]], altri descrivono uno [[stato di Hartle-Hawking|stato iniziale senza confini]], da cui è emerso e si è espanso lo [[spaziotempo]] al momento del Big Bang.,<ref name=hawking>{{Cita web|cognome=Hawking|nome=Stephen|titolo=The Beginning of Time|url=http://www.hawking.org.uk/the-beginning-of-time.html|accesso=10 marzo 2014|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20141006200729/http://www.hawking.org.uk/the-beginning-of-time.html|urlmorto=sì}}</ref> oppure viene teorizzata la nascita dell'universo dall'espansione [[Inflazione cosmica|inflazionaria]] di una regione di spaziotempo [[Vuoto quantistico|vuoto]].<ref>{{cita libro|autore=Gian Francesco Giudice|titolo= Prima del Big Bang|anno= 2023|editore= Rizzoli| |capitolo= cap. 9 e 10}}</ref> Esistono anche speculazioni teoriche che ipotizzano che il nostro universo sia solo uno tra i molti che possono esistere; si parla in questo caso di teoria del [[Multiversomultiverso]].<ref>[http://www.astronomy.pomona.edu/Projects/moderncosmo/Sean%27s%20mutliverse.html multiverse] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110924235736/http://www.astronomy.pomona.edu/Projects/moderncosmo/Sean%27s%20mutliverse.html |data=24 settembre 2011 }}. Astronomy.pomona.edu. Retrieved 2011-11-28.</ref><ref>

Palmer, Jason. (2011-08-03) [http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-14372387 BBC News – 'Multiverse' theory suggested by microwave background]. Retrieved 2011-11-28.

</ref>

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[[File:Elementary particle interactions.svg|thumb|left|upright=1.4|Le [[particella elementare|particelle elementari]] di cui è costituito l'universo. Sei [[leptone|leptoni]] e sei [[quark (particella)|quark]] fondano la maggior parte della materia; ad esempio, i [[protone|protoni]] e i [[neutroni]] dei [[nucleo atomico|nuclei atomici]] sono composti da quark, e l'onnipresente [[elettrone]] è un leptone. Queste particelle interagiscono tramite [[bosone di gauge|bosoni di Gauge]], mostrati nella fila centrale, ciascuno corrispondente ad un particolare tipo di [[simmetria di gauge]]. Si ritiene che il [[bosone di Higgs]] conferisca la massa alle particelle con cui interagisce. Il [[gravitone]], un ipotizzato bosone di gauge per la gravità, non è stato rappresentato.]]

L'universo sembra avere un [[continuum spazio-temporale]] liscio costituito da tre [[dimensione|dimensioni]] spaziali e da una temporale. In media, le osservazioni sullo spazio tridimensionale suggeriscono che esso sia piatto, cioè abbia [[curvatura]] vicina a zero; ciò implica che la [[geometria euclidea]] è sperimentalmente vera con elevata precisione per la maggior parte dell'Universo.<ref name="Shape">[http://map.gsfc.nasa.gov/m_mm/mr_content.html WMAP Mission: Results – Age of the Universe]. Map.gsfc.nasa.gov. Retrieved on 2011-11-28.</ref> Lo spaziotempo sembra anche avere una [[topologia]] [[Spazio semplicemente connesso|semplicemente connessa]], almeno sulla [[scala di lunghezza]] dell'universo osservabile. Tuttavia le osservazioni attuali non possono escludere la possibilità che l'universo abbia più dimensioni, e che il suo spazio-tempo possa avere una topologia globale molteplicemente connessa, in analogia con le topologie del [[cilindro (geometria)|cilindro]] o del [[Toro (geometria)|toro]].<ref name="_spacetime_topology">{{Cita conferenza|autore1= Jean-Pierre Luminet|autore2= F. Roukema Boudewijn|titolo= Topology of the Universe: Theory and Observations|conferenza = Proceedings of Cosmology School held at Cargese, Corsica, August 1998|anno= 1999}}<br />{{Cita pubblicazione|autore1 = J. -P. Luminet | autore2= J. Weeks | autore3= A. Riazuelo | autore4= R. Lehoucq | autore5= J. -P. Uzan|titolo = Dodecahedral space topology as an explanation for weak wide-angle temperature correlations in the cosmic microwave background|url = https://archive.org/details/arxiv-astro-ph0310253|rivista = [[Nature]]|volume = 425|numero = 6958|pp = 593-595|anno=2003|pmid = 14534579|doi =10.1038/nature01944}}</ref>

L'universo sembra seguire regolarmente un insieme di leggi e costanti fisiche.<ref>{{Cita web|cognome = Strobel|nome = Nick |data=23 maggio 2001|url = http://www.astronomynotes.com/starprop/s7.htm|titolo = The Composition of Stars|editore = Astronomy Notes|accesso=4 gennaio 2007}}<br />{{Cita web|url=http://www.faqs.org/faqs/astronomy/faq/part4/section-4.html|titolo = Have physical constants changed with time?|editore = Astrophysics (Astronomy Frequently Asked Questions)|accesso=4 gennaio 2007}}</ref> Secondo l'attuale [[Modello standard]] della fisica, la materia è composta da tre generazioni di leptoni e quark, entrambi [[fermione|fermioni]]. Queste particelle elementari interagiscono attraverso almeno tre [[interazioni fondamentali]]: l'[[interazione elettrodebole]] che comprende l'[[elettromagnetismo]] e la [[forza nucleare debole]], la [[forza nucleare forte]] descritta dalla [[cromodinamica quantistica]] e la gravità, che, al momento, è descritta al meglio dalla relatività generale. Le prime due interazioni possono essere descritte da [[teoria quantistica|teorie quantistiche]] [[rinormalizzazione|rinormalizzate]], e sono mediate da bosoni di gauge ciascuno dei quali corrisponde a un particolare tipo di simmetria di gauge.

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I filamenti cosmici sono strutture lineari che collegano gruppi e ammassi. Possono estendersi per decine o centinaia di milioni di parsec e costituiscono le connessioni principali della rete <ref>{{Cita libro|autore=Bond, Kofman, Pogosyan|titolo=How filaments of galaxies are woven into the cosmic web|editore=Nature|lingua=en|anno=1996|volume=380|p=603}}</ref>.

Tra i filamenti si trovano i vuoti cosmici, regioni con densità molto bassa (diametri tra 20 e 70 Mpc70 Mpc circa), in cui la formazione di nuove galassie è soppressa a causa della combinazione delle fluttuazioni di densità a diverse scale.<ref>{{Cita web|url=https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2011/10/aa17248-11/aa17248-11.html|titolo=Towards understanding the structure of voids in the cosmic web|lingua=en|accesso=11 giugno 2025}}</ref>

Il reticolo si regge su una impalcatura di materia oscura: le simulazioni cosmologiche indicano che la materia oscura guida la formazione delle strutture, generando le condizioni in cui materia ordinaria e gas si condensano sulle creste di filamenti e nei nodi <ref>{{Cita libro|autore=Cautun et al.|titolo=Evolution of the cosmic web|editore=MNRAS|lingua=en|anno=2014}}</ref>.

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Secondo il modello cosmologico ΛCDM, basato sulle misure del fondo cosmico a microonde da parte dei satelliti [[WMAP]] e [[Planck Surveyor]], l’universo è composto da diverse componenti principali:

* [[Barione|Materia ordinaria (barionica)]]): rappresenta solo una piccola frazione dell’universo, circa il 4–5 4–5 % del suo contenuto energetico. Include [[atomi]], [[molecole]], stelle, pianeti e [[gas interstellare]].<ref name="wmap.gsfc.nasa.gov">{{Cita web|url=https://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/uni_matter.html|titolo=WMAP – Content of the Universe – NASA|lingua=en|accesso=11 giugno 2025}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://sci.esa.int/web/planck/-/51557-planck-new-cosmic-recipe|titolo=Planck's new cosmic recipe – ESA Science & Technology|lingua=en|accesso=11 giugno 2025}}</ref>

* Materia oscura: una forma di massa invisibile che interagisce solo tramite gravità, necessaria per spiegare la formazione delle galassie e la loro stabilità. Costituisce circa il 26–27 26–27 % della [[densità energetica]] dell’universo.<ref name="wmap.gsfc.nasa.gov"/><ref name="sci.esa.int">{{Cita web|url=https://sci.esa.int/web/planck/-/51557-planck-new-cosmic-recipe|titolo=Planck's new cosmic recipe – ESA Science & Technology|accesso=11 giugno 2025}}</ref>

* Energia oscura: una forma di energia a densità uniforme che spinge l’espansione accelerata dell’universo. Rappresenta circa il 68–70 68–70 % del contenuto energetico (con stime di ~71,4 4 % da WMAP e ~68,3 3 % da Planck).<ref name="sci.esa.int"/><ref name="ReferenceA">{{Cita web|url=https://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/uni_matter.html|titolo=WMAP – Content of the Universe – NASA|lingua=en |accesso=11 giugno 2025}}</ref>

* [[Radiazione]] ([[fotoni]], [[neutrini]] relativistici): contribuisce in modo trascurabile (< 0,01 01 %) al contenuto energetico attuale, ma ha avuto un ruolo cruciale nelle prime fasi dell’universo.<ref>{{Cita web|url=https://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/uni_matter.html|titolo=WMAP – Content of the Universe – NASA| lingua=en|accesso=11 giugno 2025}}</ref>

* [[Vuoto (fisica)#Il vuoto quantistico|Vuoto quantistico]]: non una forma separata di energia, ma piuttosto la base fisica che, nella teoria, può dare origine all’energia oscura sotto forma di costante cosmologica. Questa definizione unifica i contributi dalla fisica quantistica nel modello cosmologico.<ref>{{Cita web|url=https://www.quantamagazine.org/how-ancient-light-reveals-the-universes-contents-20200128/|titolo=How Ancient Light Reveals the Universe’s Contents|lingua=en| accesso=11 giugno 2025}}</ref>

Le missioni WMAP (2003–2013) e Planck (2009–2013) hanno determinato che l'universo è spazialmente piatto e che la densità totale corrisponde alla "densità critica", confermando il quadro ΛCDM con una precisione dell’ordine dello 0,5 5 %.<ref name="ReferenceA"/><ref>{{Cita web|url=https://sci.esa.int/web/planck/-/51557-planck-new-cosmic-recipe|titolo=Planck's new cosmic recipe – ESA Science & Technology|lingua=en |accesso=11 giugno 2025}}</ref>

Questa ripartizione compositiva è fondamentale per comprendere l’evoluzione e la struttura dell’universo, dalla formazione delle galassie alla sua espansione accelerata, aprendo le porte a indagini più profonde sulla natura della materia e dell’energia oscura.

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=== Evoluzione cosmica: dal Big Bang all’espansione accelerata ===

L'evoluzione dell'universo inizia con il Big Bang, un evento di estrema densità e temperatura avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa, che ha dato origine allo spazio, al tempo, alla materia e all'energia.<ref>{{Cita libro|autore=Steven Weinberg|titolo=Cosmology|url=https://archive.org/details/cosmology0000wein|editore=Oxford University Press|anno=2008|lingua=en|ISBN=9780198526827|pp=[https://archive.org/details/cosmology0000wein/page/n69 48]-56}}</ref> Subito dopo il Big Bang, l'universo attraversò una fase di rapida espansione chiamata [[inflazione cosmica]], durante la quale le dimensioni dello spazio crebbero esponenzialmente in frazioni di secondo.<ref>{{cita news|autore=Alan Guth|titolo=Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems|editore=Physical Review D|anno=1981|lingua=en|volume=23|pp=347–356|doi=10.1103/PhysRevD.23.347}}</ref>

Successivamente, l'universo entrò in un'epoca dominata dalla "radiazione", durante la quale la densità di energia era principalmente sotto forma di fotoni e neutrini. Questo periodo durò fino a circa 47.000 anni dopo il Big Bang, quando la materia cominciò a predominare.<ref>{{Cita libro|autore=Sean Carroll|titolo=Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relativity|editore=Addison-Wesley|anno=2004|ISBN=9780201380279|lingua=en|pp=505-510}}</ref>

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== Universo nella cultura ==

L’universo ha stimolato per secoli l’immaginazionel’[[immaginazione]] e la creatività umana, diventando un tema ricorrente nella letteratura, nell’arte, nella musica, nella [[fantascienza]] e nella cultura popolare. Le sue rappresentazioni variano dal misterioso al metafisico, dal scientifico al simbolico.

=== Letteratura ===

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=== Fantascienza ===

La fantascienza ha offerto scenari alternativi e spesso visionari dell’universo, affrontando temi come l’originel’[[origine della vita]], i viaggi interstellari e i paradossi temporali. Nel romanzo ''[[2001: Odissea nello spazio (romanzo)|2001: Odissea nello spazio]]'' del 1968, da cui è stato tratto l'[[2001: Odissea nello spazio|omonimo film]], l'autore [[Arthur C. Clarke]] esplora l’evoluzione della coscienza e l’intervento di intelligenze extraterrestri, in una narrazione che fonde rigore scientifico e simbolismo mistico.<ref>{{cita libro|autore=Arthur C. Clarke|titolo=2001: A Space Odyssey|url=https://archive.org/details/2001spaceodyssey0000clar_k6d4|editore=New American Library|anno=1968|lingua=en}}</ref>

Universi complessi e stratificati come quello di ''[[Guerre stellari (film)|Guerre stellari]]'' del 1977 o ''[[Dune (film 1984)|Dune]]'' del 1984 offrono invece una riflessione socio-politica e mitologica proiettata nello spazio profondo.<ref>{{cita libro|autore=Frank Herbert|titolo=Dune|editore=Chilton Books|anno=1965|lingua=en}}</ref><ref>{{cita libro|autore=George Lucas|titolo=Star Wars: A New Hope (film)|editore=Lucasfilm Ltd.|anno=1977|lingua=en}}</ref>.