Grandi Strappi e Piccoli Strappi


Il concetto dell'espansione accelerante ci fa pensare a quanto velocemente l'universo possa espandersi. I teorici pensano che la frequenza di espansione possa divenire così estrema da produrre un Grande Strappo. Oppure, dopo aver giocato con la matematica, potrebbe essere un Piccolo Strappo? Credit: NASA

di Steve Nerlich

Una di tante apparentemente inverosimili caratteristiche dell'energia oscura è che la sua densità sarebbe costante nel tempo. Così, anche se l'universo si espande nel tempo, l'energia oscura non si diluisce, diversamente dal resto del contenuto dell'universo. Mentre l'universo si espande, sembra apparire altra energia oscura dal nulla che sostiene la costante densità dell'energia oscura dell'universo. Quindi, col passare del tempo, l'energia oscura diverrà una proporzione sempre più dominante dell'universo osservabile, ricordiamo che è già stimata come 73% di esso. Una semplice soluzione sarebbe dire che l'energia oscura sia una caratteristica insita nel tessuto dello spazio-tempo, in modo che l'universo si espande e la distesa dello spazio-tempo cresce, quindi l'energia oscura aumenta e la sua densità rimane costante. Questo va bene, finchè non riconsociamo che non è vera energia, dato che le nostre tre affidabili leggi della termodinamica non permetterebbero ovviamente all'energia di comportarsi in questo modo.

Una facile soluzione per spiegare l'accelerazione uniforme dell'espansione dell'universo è proporre che l'energia oscura abbia la caratteristica della pressione negativa, dove pressione negativa è una caratteristica intrinseca nell'espansione. Applicando questa logica arcana all'osservazione, l'apparente piattezza osservata della geometria dell'universo suggerisce che il rapporto di pressione dell'energia oscura con la densità dell'energia oscura è approssimativamente 1 o più correttamente -1, dato che abbiamo a che fare con pressione negativa. Questa relazione è detta equazione di stato dell'energia oscura.

Però i cosmologi sono raramente felici di fermarsi qui e hanno ipotizzato su cosa potrebbe avvenire se l'equazione di stato non stesse a -1.


Tre scenari per un futuro guidato dall'energia oscura, la sua densità declina nel tempo, rimane fissa o incrementa, strappando il contenuto dell'universo in bit. Se pensate che l'energia oscura sia solo un artefatto matematico che cresce con l'aumento dell'espansione dello spazio-tempo, allora l'opzione della costante cosmologica è per voi.

Se la densità dell'energia oscura decresce nel tempo, la frequenza di accelerazione dell'espansione universale diminuirebbe e potrebbe cessare se il rapporto pressione/densità raggiungesse -1/3. D'altra parte, se la densità dell'energia oscura aumenta e il rapporto pressione/densità scende sotto -1 (verso -2, -3, ecc..), allora avete gli scenari dell'energia fantasma. L'energia fantasma è una energia oscura con una densità che incrementa nel tempo. Fermiamoci qua per ricordare che il Fantasma è un personaggio fantastico. Comunque, con l'espandersi dell'universo e l'aumento ipotetico della densità di energia fantasma, potenzialmente si avvicinerebbe all'infinito in un periodo di tempo finito, causando un Grande Strappo, dato che l'universo diviene infinito in scala e tutte le strutture confinate, fino alle particelle subatomiche, vengono strappate. Con un rapporto pressione/densità di -1.5, questo scenario potrebbe verificarsi in 22 miliardi di anni.

Frampton e colleghi http://arxiv.org/pdf/1106.4996v1 propongono un alternativo scenario di Piccolo Strappo, dove il rapporto pressione/densità è variabile nel tempo, in modo che le strutture confinate siano sempre strappate, ma l'universo non divenga infinito in scala. Questo potrebbe supportare un modello ciclico dell'universo, dato che aggira i problemi con l'entropia. Un ipotetico universo ciclico Big Bang-Big Crunch ha un problema con l'entropia, dato che l'energia libera è perduta mentre tutto diviene legato gravitazionalmente, quindi finite con un enorme buco nero alla fine del Crunch. Un Piccolo Strappo potenzialmente vi da un riavvio dell'entropia, dato che tutto viene strappato e quindi può progredire da zero lungo il processo in cui diviene legato gravitazionalmente ancora, generando nuove stelle e galassie nel frattempo.

Comunque, Domenica mattina, tempo per un Big Crunch.
Articolo scientifico: http://arxiv.org/pdf/1106.4996v1
Tradotto da Richard per Altrogiornale.org
Fonte: http://www.universetoday.com/87065/astronomy-without-a-telescope-big-rips-and-little-rips/

Grandi Strappi e Piccoli Strappi ultima modifica: 2011-07-04T13:41:54+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)