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Dov’è il centro dell’universo?

In un precedente episodio abbiamo accennato che ogni punto è al centro dell’Universo. Ma perché? Si scopre che, in qualsiasi modo lo si guardi, tu sei al centro di tutto. E lo stesso vale per tutti gli altri.
Abbiamo concluso un episodio precedente dicendo che il centro dell’Universo è ovunque, e poi siamo passati rapidamente a “Grazie per aver guardato” senza fornire altri dettagli che non fossero un occhiolino e un cenno di saluto.

Buone notizie, ecco i dettagli. Per prima cosa, immaginate l’Universo in espansione nella vostra mente. Forse vi state immaginando una palla che si gonfia e spinge in tutte le direzioni. Forse stai vedendo una specie di gigantesca zucca celeste in espansione. Sfortunatamente, questa idea non è corretta. Ma non sentitevi male, le nostre parti di carne pensanti non sono costruite per fare questo genere di cose.

La regione di spazio che possiamo vedere è l’Universo osservabile. Quando guardiamo in qualsiasi direzione, vediamo la luce che ha lasciato le stelle milioni e anche miliardi di anni fa. Quando si va verso i 13,8 miliardi di anni luce, si vede la luce che è stata emessa poco dopo il Big Bang, quando l’Universo si è raffreddato al punto da diventare trasparente. Quindi l’Universo osservabile è una sfera intorno a te, relativa alla tua posizione.

Il mio Universo osservabile è una sfera intorno a me, relativa alla mia posizione. Quindi se sono a 10 metri da te, posso vedere un po’ più lontano nell’Universo in quella direzione. Se guardi dietro di te, vedi l’Universo osservabile un po’ più lontano in quella direzione.

Immagina di essere in una stanza buia con una candela in mano. Puoi vedere una sfera intorno a te. Sei al centro del tuo spazio osservabile. E se sono in un luogo diverso, avrò una sfera osservabile diversa. Ecco perché diciamo che ognuno è al centro del suo personale Universo osservabile.

Questo ha accenni di pedanteria ed è un po’ insoddisfacente, quindi scaviamo un po’ più a fondo. Dov’è il vero centro dell’Universo, indipendentemente da chi lo osserva? Il nostro Universo potrebbe essere finito o potrebbe essere infinito. Gli astronomi non lo sanno con certezza. I loro calcoli più precisi dicono che l’Universo osservabile si estende per 93 miliardi di anni luce.

Rappresentazione della linea temporale dell'universo in 13,7 miliardi di anni, e l'espansione dell'universo che ne è seguita. Credit: NASA/WMAP Science Team.
Rappresentazione della linea temporale dell’universo nel corso di 13,7 miliardi di anni, e l’espansione nell’universo che è seguita. Credit: NASA/WMAP Science Team.

Ricordate quella luce del Big Bang che ha impiegato 13,8 miliardi di anni luce per arrivare a voi? Bene, l’espansione dell’Universo ha spinto quella regione a più di 46 miliardi di anni luce di distanza. Guarda più lontano che puoi a destra e più lontano che puoi a sinistra. Questi due punti sono attualmente distanti 93 miliardi di anni luce l’uno dall’altro. Quindi non possiamo vedere quanto è grande l’Universo. Deve essere più grande di 93 miliardi di anni luce. Tutto ciò che si trova al di fuori di quella regione non possiamo vederlo… ancora. Potrebbe essere infinito.

Se l’Universo è infinito, allora c’è una quantità infinita di spazio in quella direzione e una quantità infinita di spazio in quella direzione, e in quella direzione. E siamo di nuovo al punto di partenza, letteralmente. Ancora una volta, tu sei al centro dell’Universo. E lo sono anch’io.

Ma se l’Universo fosse finito? È qui che diventa complicato. Immagina l’Universo osservabile come una piccola sfera all’interno del molto più grande Universo reale. Forse è largo 100 miliardi di anni luce, o forse un trilione, o un quadrilione. Qualunque sia la dimensione, non è infinito. Ora si potrebbe pensare che ci sia un centro, giusto?

Bene, gli astronomi pensano che la topologia di un Universo finito indica che se si viaggia in una qualsiasi direzione abbastanza a lungo, si ritorna al punto di partenza. In altre parole, se si potesse guardare abbastanza lontano in qualsiasi direzione, si vedrebbe la nuca.

Immagina l'universo come una sfera - Advanced Celestial Sphere (Wolfram Project). Credit: Jim Arlow
Immagina l’universo come una sfera – Advanced Celestial Sphere (Wolfram Project). Credit: Jim Arlow

Abbiamo fatto un intero episodio su questo, e potresti volerlo controllare. E vorrete davvero controllare la spiegazione approfondita di Zogg the Aliens. Come analogia, considerate una formica sulla superficie di una sfera. Se la formica sceglie di camminare in qualsiasi direzione, tornerà al suo punto di partenza. Prendete questo concetto e scalatelo di una dimensione. Non riuscite a immaginarlo? Nessun problema. Come ho detto, i nostri cervelli non sono attrezzati o esperti. Eppure, quella dimensione extra sembra essere la natura dell’Universo. Indipendentemente dalla direzione in cui si viaggia, se si impiega la stessa quantità di tempo per tornare al punto di partenza. Beh… sei al centro dell’Universo?

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