Astronomia

Come facciamo a conoscere così tanti dettagli sul Big Bang, ma non sappiamo se l'Universo è finito/infinito?

Come facciamo a conoscere così tanti dettagli sul Big Bang, ma non sappiamo se l'Universo è finito/infinito?

Capisco che questa domanda potrebbe essere troppo vaga, ma sono confuso su quanto segue:

Da un lato conosciamo molti "dettagli" sul Big Bang, come dettagli molto precisi, evoluzione dell'universo, età dell'universo...

D'altra parte non conosciamo la dimensione dell'Universo, e nemmeno se sia finito o meno.

Questo mi sembra abbastanza strano, poiché anche se potremmo non interagire mai con un Universo che non è osservabile, quelle parti interagiscono ancora con parti del nostro Universo osservabile.


Qualche esempio:

  • Età dell'universo: 13,787 ± 0,020 miliardi di anni (± 0,15%) determinato in diversi modi
  • Costante di Hubble: circa da 69 a 74 km/s/Mpc (±1,6%) diverse misurazioni non sono d'accordo tra loro
  • Dimensione dell'universo: sconosciuta

Osservando l'universo osservabile possiamo raccogliere molti dati sui costituenti dell'universo ora e nelle epoche precedenti, fino allo sfondo delle microonde cosmiche. Questi dati pongono vincoli piuttosto ristretti sui modelli praticabili del Big Bang. Questo è il motivo per cui i cosmologi sono fiduciosi sui dettagli del Big Bang, sicuramente dalla rottura della simmetria elettrodebole in poi.

Tuttavia, è molto più difficile fare un'osservazione dell'universo osservabile che possa distinguere tra un universo molto, molto grande ma finito e un universo infinito. Ecco perché questa è ancora una domanda aperta.


I fatti della teoria del Big Bang

L'Universo è vasto di cui la nostra galassia è solo una piccola parte. Abbiamo il sole, i pianeti, le stelle, ogni pianeta ha un numero diverso di lune, asteroidi e meteore. Ma vi siete mai chiesti come è iniziato tutto? Come è nato l'Universo? Questo Universo è governato da leggi e regole che tengono insieme i sistemi solari. Senza l'Universo non avremmo avuto la Fisica o la Chimica o nessun genere o legge o vita. È la curiosità degli umani che dà loro la capacità di guardare oltre il presente.


Indovinando il tasso di espansione dell'universo, sappiamo quanto è grande l'universo non osservabile?

Quindi siamo di dimensioni più vicine all'universo osservabile rispetto alla lunghezza della tavola, ma per quanto riguarda l'universo non osservabile.

Misuriamo la dimensione dell'universo non osservabile misurando la curvatura dell'universo locale. Se ha curvatura zero, l'universo è piatto e infinito. Se ha curvatura negativa, ha una forma iperbolica, ed è anche infinita. Se ha una curvatura positiva, ha una forma ipersferica (come una sfera ma in più dimensioni), e possiamo usare la curvatura per calcolare la dimensione dell'universo.

Attualmente sembra davvero che l'universo sia molto, molto piatto, quindi sembra che sia infinito. Sfortunatamente, tutte le misurazioni devono avere un'incertezza, il che significa che è tecnicamente possibile che l'universo sia di dimensioni finite - è solo che la curvatura è così piccola che non possiamo effettivamente vederla.

Modifica: per un universo piatto, =1. Per un universo sferico, Ω>1. Abbiamo Ω=1,00±0,02. Per Ω=0.98, il raggio di curvatura dell'universo sarebbe di circa 30 gigaparsec, che è sulla scala della dimensione totale dell'universo osservabile - anche se abbiamo osservato solo galassie fino a circa 4 Gpc, e solo con lenti difficili tecniche.


Nuovi dettagli rivelati su cosa è successo nel primo microsecondo del Big Bang

I ricercatori dell'Università di Copenaghen hanno studiato cosa è successo a un tipo specifico di plasma, la prima materia mai presente, durante il primo microsecondo del Big Bang. Le loro scoperte forniscono un pezzo del puzzle per l'evoluzione dell'universo, come lo conosciamo oggi.

Circa 14 miliardi di anni fa, il nostro universo è passato dall'essere molto più caldo e denso all'espansione radicale, un processo che gli scienziati hanno chiamato "Big Bang".

E anche se sappiamo che questa rapida espansione ha creato particelle, atomi, stelle, galassie e la vita come la conosciamo oggi, i dettagli di come tutto è accaduto sono ancora sconosciuti.

Ora un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università di Copenaghen rivela informazioni su come tutto è iniziato.

“Abbiamo studiato una sostanza chiamata Quark-Gluon Plasma che era l'unica materia esistente durante il primo microsecondo del Big Bang. I nostri risultati ci raccontano una storia unica di come il plasma si è evoluto nella fase iniziale dell'universo", spiega You Zhou, Professore Associato presso l'Istituto Niels Bohr, Università di Copenaghen.

“Prima il plasma che consisteva di quark e gluoni è stato separato dalla calda espansione dell'universo. Quindi i pezzi di quark si riformarono nei cosiddetti adroni. Un adrone con tre quark forma un protone, che fa parte dei nuclei atomici. Questi nuclei sono i mattoni che costituiscono la terra, noi stessi e l'universo che ci circonda", aggiunge.

Da fluidi e fluidi ai forti mattoni della vita

Il Quark-Gluon Plasma (QGP) era presente nel primo 0.000001 secondo del Big Bang e successivamente è scomparso a causa dell'espansione. Ma utilizzando il Large Hadron Collider del CERN, i ricercatori sono stati in grado di ricreare questa prima materia nella storia e risalire a cosa gli è successo.

“Il collisore rompe insieme gli ioni del plasma con grande velocità, quasi come la velocità della luce. Questo ci rende in grado di vedere come il QGP si è evoluto dall'essere la sua stessa materia ai nuclei negli atomi e ai mattoni della vita", afferma You Zhou.

“Oltre a utilizzare il Large Hadron Collider, i ricercatori hanno anche sviluppato un algoritmo in grado di analizzare l'espansione collettiva di più particelle prodotte contemporaneamente, come mai prima d'ora. I loro risultati mostrano che il QGP era una forma liquida fluente e che si distingue da altre materie cambiando costantemente la sua forma nel tempo.

“Per molto tempo i ricercatori hanno pensato che il plasma fosse una forma di gas, ma la nostra analisi conferma l'ultima misurazione fondamentale, in cui l'Hadron Collider ha mostrato che il QGP era fluente e aveva una consistenza morbida e liscia come l'acqua. I nuovi dettagli che forniamo sono che il plasma ha cambiato forma nel tempo, il che è abbastanza sorprendente e diverso da qualsiasi altra materia che conosciamo e da ciò che ci saremmo aspettati", afferma You Zhou.

Un passo più vicino alla verità sul Big Bang

Anche se questo potrebbe sembrare un piccolo dettaglio, ci avvicina di un passo alla risoluzione del puzzle del Big Bang e di come l'universo si è sviluppato nel primo microsecondo, spiega.

“Ogni scoperta è un mattone che aumenta le nostre possibilità di scoprire la verità sul Big Bang. Ci sono voluti circa 20 anni per scoprire che il plasma di Quark-Gluon era fluente prima di trasformarsi in adroni e gli elementi costitutivi della vita. Pertanto, le nostre nuove conoscenze sul comportamento in continua evoluzione del plasma rappresentano per noi un importante passo avanti", conclude You Zhou.

Riferimento: “Misure di cumulanti armonici misti nelle collisioni Pb-Pb al TeV” di ALICE Collaboration, 11 maggio 2021, Lettere di fisica B.
DOI: 10.1016/j.physletb.2021.136354

Lo studio è stato appena pubblicato sulla rivista Lettere di fisica B ed è interpretato da You Zhou insieme a Zuzana Moravcova, PhD presso il Niels Bohr Institute dell'Università di Copenhagen.

Maggiori informazioni su SciTechDaily

“Perfect Fluid” rivela indizi sul giovane universo Microsecondi dopo il Big Bang

Quark-Gluon Plasma – che ha riempito l'universo poco dopo il Big Bang – scorre come l'acqua

Stato estremo della materia: prove di Top Quark nelle collisioni al Large Hadron Collider

Nuova particella subatomica Zc(3900) Cenni sulla materia a quattro quark

Mettere il "Bang" nel Big Bang - "Riscaldare" le prime frazioni di secondo dell'universo

Esplorare la stranezza nei primi dieci microsecondi dell'universo

Il grande collisore di adroni ATLAS trova prove di una spettacolare produzione di quark Four-Top

I supercomputer aiutano gli scienziati a studiare i quark, le particelle più piccole dell'universo

17 Commenti su "Nuovi dettagli rivelati su ciò che è successo nel primo microsecondo del Big Bang"

Rapporto impressionante. È completamente sbagliato. Nessuno e dico NESSUNO sa niente. Stai solo indovinando e lo sappiamo. Almeno sei stato pagato per aver proposto sciocchezze. Beh, in realtà dovresti perdere il tuo lavoro quotidiano e andare a scavare pozzi in Africa e smettere di sprecare la tua vita.

Bel tentativo. Ma io non ‘CREDERE’ nel plasma di quark gluoni. E questo è ciò che conta.

Il decimo uomo ha ragione. Nessuno sa niente. Nessuno sa come funzionano i telefoni cellulari o come gli aerei restano in volo o come appaiono gli arcobaleni nel cielo e non mi fanno nemmeno iniziare con i computer. Quelli sono un mistero completo. Gli scienziati stanno solo indovinando. Gli anni che trascorrono studiando, sperimentando, sviluppando teorie, replicando il lavoro di altri scienziati sono solo una grande perdita di tempo perché se non lo capisco, senza metterci decenni di studio e lavoro, NESSUNO lo capisce.

Babu G. Ranganathan*
(Bibbia BA/Biologia)

SOLO PERCHÉ LA SCIENZA PU SPIEGARE come funziona un aeroplano non significa che nessuno l'abbia progettato o realizzato. E solo perché la scienza può spiegare come funziona la vita o l'universo non significa che non ci fossero Designer e Maker dietro di loro.

Le leggi naturali possono spiegare come funziona e opera l'ordine nell'universo, ma semplici leggi naturali non orientate non possono spiegare l'origine di quell'ordine. Una volta che hai una cellula completa e vivente, il codice genetico e il macchinario biologico esistono per dirigere la formazione di più cellule da materie prime come amminoacidi e altre sostanze chimiche, ma come potrebbe la vita o la cellula aver avuto origine naturalmente quando nessun codice e meccanismi direttivi esisteva in natura? Leggi il mio articolo su Internet: COME LA SCIENZA FORENSE CONFUTA L'ATEISMO.

CHE COS'E' LA SCIENZA? La scienza è semplicemente conoscenza basata sull'osservazione. Nessun essere umano ha osservato che l'universo arrivasse per caso o per disegno, per creazione o per evoluzione. Queste sono posizioni di fede. Il problema è quale fede l'evidenza scientifica supporta meglio.

LA SCIENZA DIMOSTRA CHE L'UNIVERSO NON PU ESSERE ETERNO perché non avrebbe potuto sostenersi eternamente a causa della legge dell'entropia (decadimento energetico netto crescente e irreversibile, anche in un sistema aperto). Anche un ipotetico universo oscillante non potrebbe continuare a oscillare in eterno! La Teoria della Relatività Generale di Einstein mostra che spazio, materia e tempo sono tutti fisici e tutti hanno avuto un inizio. Lo spazio produce anche particelle perché in realtà è qualcosa, non niente. E il bosone di Higgs (la cosiddetta "particella di Dio")? Il bosone di Higgs, anche se esistesse, non avrebbe creato massa dal nulla, ma anzi avrebbe convertito energia in massa. Einstein dimostrò che tutta la materia è una qualche forma di energia. Anche il tempo ha avuto un inizio! Il tempo non è eterno.

La legge dell'entropia non permette all'universo di essere eterno. Se l'universo fosse eterno, tutto, compreso il tempo (che la scienza moderna ha dimostrato essere fisico quanto la massa e lo spazio), sarebbe ormai totalmente entropia e l'intero universo sarebbe finito in una morte termica uniforme molto, molto tempo fa . Il fatto che questo non sia già accaduto è una potente prova per l'inizio dell'universo.

Il famoso scienziato ateo Stephen Hawking ammette che l'universo ha avuto un inizio ed è venuto dal nulla, ma crede che nulla sia diventato qualcosa per un processo naturale ancora da scoprire. Questo non è affatto un pensiero razionale, e dire che nulla ha creato qualcosa significherebbe anche rendere l'effetto più grande della sua causa. L'inizio doveva essere di origine soprannaturale perché la scienza ci insegna dalla Prima Legge della Termodinamica che le leggi ei processi naturali non hanno la capacità di far esistere qualcosa dal nulla.

L'origine soprannaturale dell'universo non può essere dimostrata dalla scienza, ma la scienza indica un'intelligenza e un potere soprannaturali per l'origine e l'ordine dell'universo. Da dove è venuto Dio? Ovviamente, a differenza dell'universo, la natura di Dio non richiede un inizio.

Il disordine nell'universo può essere spiegato a causa del caso e dei processi casuali, ma l'ordine può essere spiegato solo a causa dell'intelligenza e del design.

La gravità può spiegare come viene mantenuto l'ordine che si trova nei percorsi precisi e ordinati di migliaia di miliardi di stelle, ma la gravità non può spiegare l'origine di quell'ordine.

Alcuni astronomi evoluzionisti credono che trilioni di stelle si siano scontrate l'una con l'altra lasciando le stelle sopravvissute a trovare orbite ordinate precise nello spazio. Non solo questo è irrazionale, ma se ci fosse una tale collisione di massa di stelle, allora ci sarebbe un residuo di super massa di nubi di gas nello spazio a supportare questa ipotesi. L'attuale livello di residui di nubi di gas nello spazio non supporta l'entità delle morti stellari richieste per tale ipotesi. E, come già affermato, l'origine delle stelle non può essere spiegata dal Big Bang per le ragioni sopra menzionate. Una cosa è dire che le stelle possono decadere e morire in nuvole di gas casuali, ma è totalmente diverso dire che le nuvole di gas si trasformano in stelle.

Anche il padre della teoria del Caos ha ammesso che i “meccanismi” esistenti nel mondo non vivente consentono che nascano spontaneamente (per caso) solo livelli di ordine molto rudimentali, ma non il tipo o il livello di ordine che troviamo nelle strutture di DNA, RNA e proteine. Sì, è stato dimostrato che i singoli amminoacidi nascono per caso ma non le molecole proteiche che richiedono che i vari amminoacidi siano in una sequenza precisa proprio come le lettere che si trovano in una frase.

Alcune cose non hanno bisogno di esperimenti o prove scientifiche. In diritto c'è un detto chiamato prova prima facie. Significa "prova che parla da sé".

Un esempio di vero prima facie sarebbe se scoprissi un elaborato castello di sabbia sulla spiaggia. Non devi sperimentare per sapere che è venuto dal design e non dalle forze casuali del vento e dell'acqua.

Se hai scoperto una lettera o un messaggio romantico scritto nella sabbia, non devi sperimentare per sapere che è stato progettato e non perché un bastone portato a caso dal vento lo ha messo lì. Naturalmente presumi che un essere intelligente e razionale sia responsabile.

È interessante che Carl Sagan abbia riconosciuto i segnali radio sequenziali nello spazio come prova di vita intelligente che li invia, ma non ha riconosciuto la struttura sequenziale delle molecole nel DNA (il codice genetico) come prova di una Causa intelligente. Leggi il mio popolare articolo su Internet, COME MI HA FATTO IL MIO DNA.

Incoraggio tutti a leggere i miei popolari articoli su Internet:

LIMITI NATURALI ALL'EVOLUZIONE
COME LA SCIENZA FORENSE CONFUTA L'ATEISMO

Visita il mio ultimo sito Internet: LA SCIENZA CHE SUPPORTA LA CREAZIONE (Questo sito risponde a molti argomenti, vecchi e nuovi, che sono stati usati dagli evoluzionisti per sostenere la loro teoria)

Autore del popolare articolo su Internet, LA DOTTRINA TRADIZIONALE DELL'INFERNO EVOLUTA DALLE RADICI GRECHE

*Ho tenuto lezioni di successo (con un periodo di domande e risposte in seguito) difendendo la creazione davanti a facoltà di scienze evoluzioniste e studenti di vari college e università. Ho avuto il privilegio di essere riconosciuto nella 24a edizione di Marquis “Who’s Who in The East” per i miei scritti sulla religione e la scienza.

Intendi davvero dire che il plasma di gluoni di quark era fluente in qualcosa o fluido come un liquido?


Il Big Bang è stato davvero un'esplosione?

Il Big Bang è la migliore spiegazione scientifica per l'origine dell'universo. Secondo la teoria, l'universo è iniziato molto più caldo e molto più denso di quanto non sia oggi, e si è espanso e si è raffreddato nel tempo.

Sebbene il termine possa sembrare che l'universo sia iniziato con una gigantesca esplosione, molti scienziati affermano che non fa parte della teoria. Un'esplosione implica che qualcosa sia esploso, o espanso, da un punto centrale verso l'esterno nello spazio. In effetti, la teoria del Big Bang suggerisce che lo spazio stesso si sia espanso.

"Se fosse un'esplosione avrebbe un centro", ha detto il fisico Paul Steinhardt, direttore del Princeton Center for Theoretical Science presso la Princeton University di Princeton, NJ "In realtà osserviamo che tutto si sta allontanando da tutto il resto. Si tratta davvero di un espansione dell'universo».

Invece di un centro da cui tutto si è espanso, gli scienziati pensano che lo spazio si stia espandendo ovunque, in tutte le direzioni, allo stesso modo.

"Lo spazio è solo qualcosa che sta lì e le cose accadono in esso e lo spazio è una cosa dinamica", ha detto Andreas Albrecht, un fisico teorico dell'Università della California, Davis.

Sebbene per alcuni, la domanda se ci sia stata un'esplosione è solo semantica.

"Penso che tutto ciò che inizia da 10 a 40 gradi e raddoppia di dimensione ogni piccola, minuscola frazione di secondo e penso che dovresti chiamarla un'esplosione", ha detto Albrecht. "Ma ha caratteristiche diverse rispetto a chi fa esplodere una bomba nel deserto".

Un altro aspetto confuso della teoria è l'idea che nel momento stesso del Big Bang, l'universo esistesse in un unico punto, una singolarità di temperatura e densità infinite. Sebbene questo sia ciò che dice la teoria, gli scienziati pensano che sia qui che la teoria del Big Bang diventa inadeguata. Quegli infiniti sono segni che la matematica si è rotta e non riesce a descrivere veramente l'universo.

Per comprendere appieno cosa è successo allora, gli scienziati pensano che abbiamo bisogno di una migliore teoria fondamentale della fisica che possa incorporare la nostra attuale descrizione del piccolissimo (relatività generale). Al momento, queste due teorie sono inconciliabili e si scontrano al momento del Big Bang.

Didascalia: La foto sopra non è del Big Bang (non ci sono foto). L'immagine del telescopio spaziale Hubble è della Nebulosa del Granchio. Credito: NASA/ESA e Jeff Hester (Arizona State University)


Come funziona la teoria del Big Bang

Per secoli, gli umani hanno guardato le stelle e si sono chiesti come l'universo si sia sviluppato in quello che è oggi. È stato oggetto di discussioni e dibattiti religiosi, filosofici e scientifici. Le persone che hanno cercato di svelare i misteri dello sviluppo dell'universo includono scienziati famosi come Albert Einstein, Edwin Hubble e Stephen Hawking. Uno dei modelli più famosi e ampiamente accettati per lo sviluppo dell'universo è il teoria del Big Bang.

Sebbene la teoria del big bang sia famosa, è anche ampiamente fraintesa. Un'errata percezione comune sulla teoria è che descriva l'origine dell'universo. Non è giusto. Il big bang è un tentativo di spiegare come l'universo si è sviluppato da uno stato molto piccolo e denso a quello che è oggi. Non tenta di spiegare cosa abbia dato il via alla creazione dell'universo, o cosa sia avvenuto prima del big bang o anche cosa si trova al di fuori dell'universo.

Un altro equivoco è che il big bang sia stata una specie di esplosione. Neanche questo è esatto. Il big bang descrive l'espansione dell'universo. Mentre alcune versioni della teoria fanno riferimento a un'espansione incredibilmente rapida (possibilmente più veloce della velocità della luce), non è ancora un'esplosione nel senso classico.

Riassumere la teoria del big bang è una sfida. Coinvolge concetti che contraddicono il modo in cui percepiamo il mondo. Le prime fasi del big bang si concentrano su un momento in cui tutte le forze separate dell'universo facevano parte di una forza unificata. Le leggi della scienza iniziano a infrangersi più indietro guardi. Alla fine, non puoi fare alcuna teoria scientifica su ciò che sta accadendo, perché la scienza stessa non si applica.

Quindi qual è la teoria del big bang in poche parole?

Nella scienza, una teoria è un tentativo di spiegare un aspetto particolare dell'universo. Le teorie non possono essere dimostrate, ma possono essere smentite. Se osservazioni e test supportano una teoria, questa diventa più forte e di solito più scienziati la accetteranno. Se le prove contraddicono la teoria, gli scienziati devono scartare la teoria o rivederla alla luce delle nuove prove.


Come facciamo a sapere che l'universo è?

So che l'universo è di 13,7 miliardi di anni, ma come facciamo a saperlo? È solo il fatto che la luce di 13,7 miliardi di anni luce è la più lontana che possiamo vedere o per altre ragioni?

La maggior parte delle cose come questa in Astrofisica è determinata dal tentativo di applicare modelli a ciò che osserviamo. Quindi, ad esempio, se crei un modello che spiega l'evoluzione temporale dell'universo, puoi modificarne i parametri fino a ottenere un risultato finale che corrisponda a ciò che osserviamo. Uno di questi parametri sarà quindi l'età totale dell'universo.

Quello che ho spiegato sopra potrebbe non sembrare il metodo migliore per determinare cose del genere, dopo tutto il tuo modello potrebbe essere sbagliato. Questo è il motivo per cui confrontiamo MOLTI modelli diversi realizzati in modi diversi. E se sono tutti d'accordo con l'altro e le osservazioni fatte della realtà, allora accettiamo quel valore. E continuiamo a cercare di inventare modelli sempre migliori per sfidare quei valori trovati. Alcuni anni fa siamo effettivamente riusciti a migliorare i nostri modelli al punto da dover correggere le nostre stime da

13.8. Quindi è importante rendersi conto che queste sono stime. Spesso sono solo stime MOLTO buone.

Tengo a precisare che i due numeri sono equivalenti. Il numero più vecchio era accurato a circa 100 milioni di anni, mentre il numero attuale è accurato a circa 20 milioni di anni.

Come siamo arrivati ​​a un punto in cui possiamo "applicare modelli"? Prova ed errore? Idk. a un certo punto mi sembra che qualunque cosa proviamo a calcolare... stiamo calcolando cose "create dall'uomo o inventate dall'uomo". Ma immagino che la fisica sia qualcosa che l'uomo ha dimostrato essere conforme alla realtà?

Inoltre, la maggior parte di ciò che vediamo quando scrutiamo il vasto universo sono radiazioni. Sappiamo che la radiazione ha un tasso di decadimento. Da quel tasso determiniamo quanti anni ha qualcosa. Anche ciò che usiamo per misurare le cose sono le costanti. Troviamo cose nell'universo che crediamo siano costanti in tutto l'universo. È come la gravità, la velocità della luce. Tuttavia, proponiamo costantemente nuove e dimostriamo vecchie teorie. Ciò cambia costantemente la nostra visione dell'età, della forma e del modo in cui si comporta l'universo. Consiglierei il libro di Neil Degrasse Tyson "Astrofisica per persone che vanno di fretta". Spiega molto sull'universo e sulle nostre teorie al riguardo.

Il modello è generato al computer?

Cosa intendiamo per 13,8 anni? Se la velocità di un orologio dipende dalla densità locale di massa (è così, no?), allora le diverse parti dell'universo avranno età diverse? Che cosa ha esattamente 13,8 miliardi di anni?

tecnicamente non c'è luce fin dall'inizio dell'universo, perché subito dopo il Big Bang l'universo era troppo denso perché la luce potesse sfuggire, quello che abbiamo è la radiazione cosmica di fondo a microonde, che è la prima luce circa 380.000 anni dopo il big Bang.

Dopo quasi 14 miliardi di anni di spostamento verso il rosso, la luce era ora nello spettro delle microonde.

Abbiamo anche il tasso di espansione degli universi, che possiamo usare per lavorare a ritroso fino all'inizio.

Questo è stato riconciliato con il fatto (teoria?) che l'universo si sta ancora espandendo a un ritmo accelerato? Esiste un modello aggiornato e un aggiornamento correlato all'età dell'universo?

Se stessi osservando l'universo forse, ma dire che non c'era luce nell'universo non sarebbe esatto.

Come facciamo a sapere che l'intero universo si sta espandendo se non abbiamo mai trovato una fine finita? Non potrebbe essere il caso che in altre parti dell'universo le cose stiano facendo qualcosa di completamente diverso?

Il big bang potrebbe essere solo la creazione di tutto nel nostro (finora) universo osservabile e potenzialmente uno dei tanti eventi simili in tutto l'universo?

È una questione molto complicata. Usiamo " candele standard" oggetti che hanno luminosità molto simili. Ad esempio una supernova di tipo 1a, ovunque si guardi sono praticamente uguali. Ora possiamo determinare la distanza da questi oggetti in base alla luminosità. Funziona alla grande per valori di redshift fino a circa 1,4 z. Da qui diventiamo più creativi, recentemente possiamo applicare candele standard ai quasar, il che ci porta a circa z=5. Ora per il big bang dobbiamo andare molto più indietro, z=1000. Al momento disponiamo di un modello dalla nostra osservazione precedente, applicando al modello e utilizzando la costante di Hubble si ottengono i nostri risultati.

Questa è stata una spiegazione molto affrettata mentre sto per fare la corsa della scuola. Ma dovrebbe darti un'idea di dove iniziare la tua ricerca.

Ho appena finito di leggere "Universal: A guide to the Cosmos" di Brian Cox e Jeff Forshaw (2016). Sono piuttosto noob in questo, ma è un ottimo libro per spiegare "Come facciamo a sapere queste cose?" domande come questa in termini di facile comprensione.

Per riassumere alcuni punti del libro, possiamo usare l'equazione di Friedman per calcolare la velocità con cui l'Universo si espande, una volta che abbiamo calcolato dettagli come quanta materia oscura ed energia oscura fluttuano intorno, e un'età di poco meno di 14 miliardi anni è l'unica età che ha senso con le nostre osservazioni dell'Universo attuale.

Menziona anche come le stelle negli ammassi globulari possono dare un'età minima per l'Universo, dal momento che alcune di esse hanno 12 miliardi di anni. Possiamo ricavarlo dal colore e dalla luminosità delle stelle nell'ammasso (forse hai già visto i diagrammi di Herzsprung-Russell) e dalla nostra conoscenza dell'evoluzione stellare.

Ad ogni modo, avevo consigliato il libro ad altri casual come me chiedendosi "come abbiamo capito questa roba".


Quanto siamo sicuri che il Big Bang sia corretto?

Di recente, in uno dei miei thread di commento è iniziata una discussione sul fatto che il Big Bang fosse necessariamente valido o meno e se ci fossero ragionevole alternative. La risposta è che non solo il Big Bang è il migliore teoria per spiegare l'inizio e l'evoluzione dell'Universo, è l'unica che non fa previsioni errate. Vediamolo in azione.

Tutto è iniziato alla fine degli anni '20, quando ci siamo resi conto che le nebulose a spirale non erano solo galassie, ma che queste altre galassie si stavano quasi tutte allontanando da noi. Inoltre, quelli che erano più lontani da noi si stavano allontanando Più veloce di quelli che erano più vicini a noi. Questo ci ha portato all'immagine che l'Universo si stava espandendo, in questo modo:

Dopo un po' di matematica, ci siamo subito resi conto che l'Universo si comporta in modo molto simile a come avrebbe fatto la Terra se avessi fatto esplodere un'enorme bomba al centro:

In questo esempio, i pezzi della Terra voleranno l'uno dall'altro, ma Gravity farebbe fatica a rimettere insieme i pezzi. Così è con l'Universo: le galassie si allontanano l'una dall'altra, ma la gravità sta cercando di riportarle insieme. Ciò significa che l'espansione è rallentare man mano che l'Universo invecchia, una scoperta estremamente importante.

Il motivo per cui dico che questo è importante è perché se l'Universo si sta espandendo e il tasso di espansione è più lento in futuro, ciò significa l'espansione era più veloce in passato! Significa che, miliardi di anni fa, le galassie erano molto più vicine tra loro di quanto non lo siano oggi. Significa che, oltre 13 miliardi di anni fa, tutta la materia nell'Universo era ammassata insieme a densità sempre più elevate. Se estrapoli fino a l'intero Universo trovandosi in un unico luogo con una densità quasi infinita, prima che si espandesse in ciò che è ora, cosa ottieni?

Bene, gente, quello è l'idea del Big Bang. Ora, ci sono altre possibili implicazioni per l'espansione di Hubble dell'Universo, non tutte sfociate in un Big Bang. Ma immaginiamo che il Big Bang fosse corretto cos'altro sarebbe successo? Bene, se osserviamo l'Universo quando era abbastanza presto, sarebbe anche più denso e più caldo. In effetti, possiamo andare indietro nel tempo, quando l'Universo aveva solo poche centinaia di migliaia di anni, a quando lo era troppo caldo per l'idrogeno neutro! Possiamo ricrearlo in laboratorio ed è noto come plasma:

Bene, quando questo plasma finalmente si raffredda abbastanza (a causa dell'espansione dell'Universo), dovrebbe emettere luce e permettere a tutta la luce rimasta dal big bang di muoversi semplicemente attraverso lo spazio dell'Universo in espansione fino a raggiungere i nostri occhi. Ma quella luce non sarebbe più luce UV o luce visibile. Dopo 13 miliardi di anni di espansione, quella luce dovrebbe essere solo un segnale debole che ha raggiunto il picco a una temperatura di pochi Kelvin. E dovrebbe essere ovunque nell'intero cielo, quasi esattamente lo stesso in tutte le direzioni, e dovrebbe fluttuare su scale temporali così lente che non vivremo mai per vederlo. I dati del risultato di questa ricerca?

Oh, è stato importante quando l'abbiamo scoperto! La rappresentazione grafica della temperatura di questa radiazione residua nel cielo si presenta così:

Ma c'è di più. Vedete, possiamo estrapolare tutto il percorso indietro - non solo prima degli atomi neutri - a quando era così caldo e denso che i singoli nuclei non potevano esistere! Ebbene, quando l'Universo finalmente si raffredderà abbastanza da poter esistere, dovrebbe esistere un certo numero di neutroni, protoni e fotoni. Possiamo prevedere quanti anni ha l'Universo quando si verifica questo raffreddamento critico e troviamo che le abbondanze di Deuterio (un protone e un neutrone), Elio-3 (due protoni e un neutrone), Elio-4 (due protoni e due neutroni ), e Litio-7 (tre protoni e quattro neutroni) sono tutti fortemente dipendenti da un parametro: il rapporto tra fotoni e nucleoni. In altre parole, otteniamo quattro previsioni separate per le abbondanze elementali dalla teoria del Big Bang. Quindi, usciamo e misuriamo queste abbondanze e vediamo se corrispondono. I risultati?

Anche loro, con errori ragionevoli, corrispondono. E la combinazione di queste tre osservazioni, che sono in forte accordo con ciò che prevede il Big Bang, è il motivo per cui sottoscriviamo così fortemente questa teoria.

Come ho detto, ci sono molte altre spiegazioni per appena l'espansione Hubble dell'Universo. Il problema è che nessuno di loro anche spiega lo sfondo del microonde cosmico e l'abbondanza degli elementi più leggeri. Se desideri conoscere le molte spiegazioni alternative, ti consiglio di leggere il capitolo 7 di questo libro, che esamina ogni possibilità e perché è screditato. Ma il Big Bang non è la teoria finale dell'Universo, è solo un passo lungo la strada, poiché è già stato ampliato. Ma, per quello che è, non è solo la migliore teoria che abbiamo. È fantastico.


Cosmologie che rimbalzano

Gli scienziati hanno un'immagine davvero buona dell'universo primordiale, qualcosa che conosciamo e amiamo come il Teoria del Big Bang. In questo modello, molto tempo fa l'universo era molto più piccolo, molto più caldo e molto più denso di quanto lo sia oggi. In quel primo inferno di 13,8 miliardi di anni fa, tutti gli elementi che ci rendono ciò che siamo si sono formati nell'arco di una dozzina di minuti.

Anche prima, secondo questo pensiero, a un certo punto il nostro intero universo e tutte le stelle, tutte le galassie, tutto il resto, aveva le dimensioni di una pesca e aveva una temperatura di oltre un quadrilione di gradi.

Sorprendentemente, questa storia fantastica regge a tutte le osservazioni attuali. Astronomers have done everything from observing the leftover radiazioni elettromagnetiche from the young universe to measuring the abundance of the lightest elements and found that they all line up with what the Big Bang predicts. As far as we can tell, this is an accurate portrait of our early universe.

But as good as it is, we know that the Big Bang picture is not complete &mdash there's a puzzle piece missing, and that piece is the earliest moments of the universe itself.


How Big was that Bang?

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In the past century, science has completely overhauled the entire concept of the macrocosm in cosmology—as well as the microcosm, in particle physics.

In previous essays in this series, we’ve covered the major steps in the evolution of particle physics in its study of refinement. Major discoveries have also taken place in the evolving field of cosmology and astrophysics, radically altering the scientific view of refinement as we consider an ever more expansive universe capable of mimicking the properties of spiritual reality in its own way.

For example: the theory of the “Big Bang” was conceived in the 1940’s, became somewhat confirmed in the 1960’s, and became more scientifically entrenched in the late 1980’s and early 1990’s. According to this theory, the observable universe began with a massive explosion which made it expand rapidly, has now sped about fifteen billion light years away from us in any direction, and grows bigger by the nanosecond. Regressively speaking, then, we might conclude that the universe is obviously some fifteen billion years old. Or is it?

To name and to quantify is an anthropomorphic device for attaining cosmological comfort, even, perhaps, for gaining a sense of superiority or control. The vanity of science virtually requires this of its adherents so that they might persevere in the face of what would otherwise seem an unapproachable reality: a cosmos so vast, mysterious and unknowable that it becomes tantamount to a metaphysical realm.

All scientists encounter this one stark message as they search for some final encompassing entity or form in the macrocosmic view of creation—that however sophisticated we may in the future become in our capacity to study the universe, it will ever be beyond any final or complete human analysis or comprehension.

Now while this verity might discourage some scientists and even scientific thought itself, it is perfectly logical in the context of a physical creation whose very existence emulates in metaphorical form the pre-existent ideas, forms, virtues, and verities in the non-composite metaphysical reality of the world of the spirit. Therefore, if we can learn about one reality from the other, given the tenuous speculations about the nature and origin of the cosmos, we would do well to turn our discussion to a brief examination of some of the problems with contemporary theories of cosmology and how these can be informed, if not resolved, by the spiritual verities set forth in the Baha’i teachings.

The most obvious problem with the big bang theory from a Baha’i perspective is that most versions of this theory hypothesize a single point of beginning, whereas the Baha’i teachings affirm repeatedly that material reality has no point of beginning:

Know that it is one of the most abstruse questions of divinity that the world of existence—that is, this endless universe—has no beginning.

… absolute non-existence lacks the capacity to attain existence. If the universe were pure nothingness, existence could not have been realized. Thus, as that Essence of Oneness, or divine Being, is eternal and everlasting—that is, as it has no beginning nor end—it follows that the world of existence, this endless universe, likewise has no beginning. … – Abdu’l-Baha, Some Answered Questions, newly revised edition, pp. 207-208.

The universe, then, as Baha’is understand it, has existed eternally in the past, regardless of how infinitely it has evolved or changed in form.

For instance: the age of the universe is calculated by some as having begun roughly ten billion light years ago. However, certain stars have been calculated to be at least sixteen billion light years old. Clearly something is amiss.

But a more mundane question also arises: If it happened, what precipitated the big bang? If it was something physical, then something physical must have preceded that point in time. If it was metaphysical, then we suddenly introduce into science the existence of metaphysical reality and, even more disturbing to some scientists, a causal relationship between the two realities. What is more, if we allow that such a causal relationship occurred once, then could it not occur twice, or constantly, or infinitely?

Furthermore, could there have been another “bang” which preceded this one, in which matter collapsed back on itself until it reached a point of critical mass and exploded again? In other words, could we be witnessing Big Bang Number Twenty-Seven? If so, then the universe could still be infinite in time. As such, if viewed from a timeless reality or with a time-lapse lens, the universe would appear as a vast heart pulsing in the matrix of—of what?

Possibly the big bang theory has had its fifteen minutes of fame, eclipsed since Stephen Hawking published his Brief History of Time in 1988. But we now have the “cold big bang theory” to explain how all this particulate matter that expanded in the first second or so formed into solar systems and galaxies. We have the “inflationary theory” to explain how an expanding universe creates space (instead of having space already there in which matter can expand). We have “superstring theory” which adds a complex of other dimensions to Einstein’s meager four dimensions.

Of course, the idea of a finite universe or “closed system” has never been universally accepted. To presume that the universe is limited to what we can presently observe would be totally arbitrary and needless, as well as the grossest sort of hubris. Certainly the Baha’i writings make clear that such is not the case, that the solar systems are infinite:

Just as particulars are infinite in number, so also the vast universals and the great realities of the universe are without number and beyond computation. The Dawning Places of Unity, the Daysprings of Singleness and the Suns of Holiness are also sanctified beyond the bounds of number, and the luminous spiritual worlds are exalted above limits and restrictions. In like manner the worlds of bodily existence the mind of no man can reckon nor the understanding of the learned comprehend. Consider the following well-known tradition and examine its meanings indicative of the vastness of the cosmos and its awesome limitless expanse: “God, exalted be He, fashioned one hundred thousand, thousand lamps and suspended the Throne, the earth, the heavens and whatsoever is between them, even Heaven and Hell—all of these in a single lamp. And only God knows what is in the rest of the lamps.” The fact that philosophers and sages have posited limits and restrictions for such matters is to be explained by the limitations of people’s minds and perceptions and the blindness of the followers of allusions, whose natures and intellects have been rendered dull and inanimate by the interposition of many veils. – Abdu’l-Baha, The Tablet of the Universe, provisional translation, p. 3.

If, then, the physical “worlds” or systems are beyond comprehension or limit, as are the “Dawning Places of Unity, the Daysprings of Singleness and the Suns of Holiness” (the divine messengers), then why should we even consider trying to study the macrocosm?

Here again, the answer is the same as the reason why we should study the microcosm—if the physical world in all its properties is an outward mirror, sign or metaphor of the unseen world, and a complete expression at that—much as the body and actions of the human being give evidence of the soul’s reality and condition—then the fundamental principle by which knowledge of the unseen reality can be obtained is to begin with the premise that to understand the operation of a particular part of the Chain of Being or a particular ingredient in universal composition is to gain insight into all the other levels on the chain of being and all other compositions, since universals explain particulars and particulars explain universals:

Know then that those mathematical questions which have stood the test of scrutiny and about the soundness of which there is no doubt are those that are supported by incontrovertible and logically binding proofs and by the rules of geometry as applied to astronomy, that are based on observations of the stars and careful astronomical research, and are in conformity with the principles of the universal themes expounded in the divine sciences. For it is by applying the outward world to the inner, the high to the low, the small to the large, the general to the particular that, with abundant clearness, it becometh apparent that the new rules arrived at by the science of astronomy are in closer accord with the universal divine principles than the other erroneous theories and propositions …. – Ibid.

We can see in this concept of refinement, whether we descend into the realm of particle physics or ascend into the realm of vast celestial cosmology, that the Creator has fashioned an infinitely complex classroom for our training, a classroom whose lessons will never become tedious because they will never be completely or finally understood. They will constantly challenge humankind on whatever planet this special being lives, and at whatever stage of evolution this fruit of creation may be.

Therefore, while physical creation is clearly the product of and subordinate in station to the unseen spiritual reality which it manifests, we grievously err to value it solely as a breeding ground where souls take on identity and receive a simplistic or foundational education to prepare them for the next stage of their potential growth in the realm of the spirit. Clearly the physical world is not merely a shadowy metaphor of spiritual reality. In its capacity to manifest even the most refined expressions of metaphysical reality, it is indeed the “exact counterpart” of the spiritual world, and it co-exists with that reality in an infinite, ceaseless, integrated, and organic enterprise. Physical reality, in short, has inherent divine significance in itself, because every created thing bears the spiritual sign or imprint of the Creator. Consequently, each created being and each and every composition of created beings is unique in its expression of divine reality.


Guarda il video: Apa yang Ada Sebelum Big Bang? (Gennaio 2022).