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L’Universo – Descrizione generale
L’universo è l’insieme di tutto ciò che esiste: materia, energia, spazio e tempo. Include ogni galassia, stella, pianeta, nube di gas, radiazione e anche le leggi fisiche che regolano il loro comportamento. Secondo le attuali conoscenze scientifiche, l’universo ha avuto origine circa 13,8 miliardi di anni fa da un evento chiamato Big Bang, in cui lo spazio stesso ha iniziato a espandersi da uno stato estremamente caldo e denso.
Origine e primi momenti
Subito dopo il Big Bang, l’universo era formato da particelle elementari immerse in radiazione. Nei primi minuti si formarono i nuclei degli elementi più leggeri, come idrogeno ed elio. Circa 380.000 anni dopo, la temperatura scese abbastanza da permettere la formazione di atomi neutri. In quel momento la luce poté viaggiare liberamente nello spazio, dando origine alla radiazione cosmica di fondo, che oggi possiamo ancora rilevare con strumenti astronomici.
Formazione delle strutture
Nei milioni di anni successivi, la forza di gravità raggruppò la materia formando le prime stelle e galassie. Col tempo si svilupparono strutture sempre più grandi: ammassi e superammassi di galassie collegati da filamenti di materia, separati da enormi vuoti quasi privi di galassie. Questa disposizione prende il nome di rete cosmica.
La Via Lattea, la nostra galassia, è solo una delle centinaia di miliardi presenti nell’universo osservabile. Al suo interno ci sono centinaia di miliardi di stelle, molte delle quali con pianeti in orbita.
Composizione dell’universo
Gli studi cosmologici hanno mostrato che la materia visibile — cioè quella di cui sono fatti stelle, pianeti e tutto ciò che possiamo osservare direttamente — rappresenta solo circa il 5% del totale. Il resto è composto da:
Materia oscura (~27%): non emette né assorbe luce, ma esercita attrazione gravitazionale. È fondamentale per spiegare la formazione e il movimento delle galassie.
Energia oscura (~68%): una forma di energia ancora poco compresa, responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’universo.
Dimensioni e limiti
L’universo osservabile ha un diametro di circa 93 miliardi di anni luce. Ciò significa che possiamo ricevere luce ed informazioni solo da regioni dello spazio la cui radiazione ha avuto il tempo di raggiungerci dall’inizio del Big Bang. Oltre questo “orizzonte cosmico” non possiamo osservare nulla, anche se lo spazio potrebbe estendersi ben oltre e, secondo alcune ipotesi, essere infinito.
Fenomeni e oggetti principali
Stelle: corpi celesti che producono energia tramite fusione nucleare.
Pianeti: corpi che orbitano attorno a stelle, alcuni dei quali potenzialmente abitabili.
Nebulose: grandi nubi di gas e polveri, luoghi di nascita di nuove stelle o resti di esplosioni stellari.
Buchi neri: zone dello spazio con gravità così intensa che nulla può sfuggire.
Quasar: nuclei galattici estremamente luminosi alimentati da buchi neri supermassicci.
Onde gravitazionali: increspature dello spazio-tempo generate da eventi cosmici violenti, come fusioni di buchi neri o stelle di neutroni.
Evoluzione futura
Le osservazioni indicano che l’espansione dell’universo sta accelerando. La teoria più accettata prevede un “Big Freeze”: nel futuro lontano le galassie si allontaneranno sempre di più, le stelle si spegneranno e l’universo diventerà freddo e oscuro. Altre ipotesi, meno probabili, parlano di un collasso gravitazionale (Big Crunch) o di una disgregazione totale dello spazio (Big Rip).
Curiosità
Non ha un centro
L’universo non si espande da un punto preciso nello spazio: si espande ovunque allo stesso tempo. Ogni galassia vede tutte le altre allontanarsi, come puntini su un palloncino che si gonfia.
La luce è un viaggio nel tempo
Guardare una stella significa vederla nel passato: la luce del Sole impiega 8 minuti per arrivare a noi, quella di Andromeda circa 2,5 milioni di anni.
Più vuoto che pieno
Lo spazio intergalattico è quasi completamente vuoto: in media, c’è meno di un atomo per metro cubo.
Il “colore” dell’universo
Sommando la luce di tutte le stelle e galassie, il colore medio dell’universo è stato definito “beige cosmico” (più precisamente Cosmic Latte).
L’universo invisibile
Circa il 95% dell’universo non può essere visto direttamente: è costituito da materia oscura ed energia oscura.
Più galassie di quanto pensassimo
Le osservazioni del telescopio Hubble suggeriscono che nell’universo osservabile ci siano almeno 2.000 miliardi di galassie, molto più di quanto stimato in passato.
Esplosioni stellari estreme
Alcune supernovae possono brillare più di tutta una galassia per alcune settimane.
L’universo si sta accelerando
Non solo si espande, ma lo fa sempre più velocemente, grazie all’energia oscura.
Onde nello spazio
Lo spazio-tempo può incresparsi: le onde gravitazionali sono state rilevate per la prima volta nel 2015, confermando una previsione di Einstein del 1916.
Forse infinito
Non sappiamo se l’universo sia finito o infinito: il limite delle nostre osservazioni non coincide necessariamente con il suo vero confine.