I sei numeri
dell’Universo
Brando Gaetano
Teggiano, giugno 2009
Un pensiero
A cosa serve fare misure di altissima
precisione, se non sappiamo
neanche di cosa parliamo?
Jim Peebles
A proposito di infinitesimi e infiniti
20000
Numeri
Studi recenti stimano che l'età dell'universo sia pari a
14,5 miliardi di anni
Nell'universo osservabile di galassie ve ne sono circa
1011 - 1015
Nella nostra sola galassia di stelle ve ne sono circa
108 - 1012
Un rapido calcolo....
1019 – 1029 STELLE
• A confronto: nel nostro corpo ci sono
1028 - 1029 ATOMI
Come sappiamo, tutte le
componenti dell’universo, da
quelle più grandi (come stelle,
galassie ecc) a quelle più piccole
(come noi esseri umani) sono
regolate da ferree regole fisicomatematiche.
La chimica degli atomi
condiziona l’esistenza di tali
componenti e permette alla
vita sulla Terra di proliferare.
La tecnologia e la conoscenza
umana hanno migliorato la
nostra esistenza quotidiana e
permesso di ampliare le nostre
conoscenze
Eppure….
L’universo appare così semplice da lasciare
stupefatti anche chi ha cercato di investigare nel
profondo la sua struttura
La cosa più incredibile dell’Universo è la
sua semplicità.
A. Einstein
I sei numeri
La scienza cerca di descrivere l’Universo nel modo più
semplice possibile
N
D
Q
Ω
Λ
ε
N=
1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000
= 1036
Rappresenta il rapporto fra la costante di struttura fine
α e la costante di attrazione gravitazionale aG fra due
protoni
α = 1/137 = 0.007
aG = 10-45
Se N avesse degli zero in meno, vivremmo tutti in un
universo “mini” dalla vita breve. Saremmo tutti delle
creature poco più grandi delle api e non vi sarebbero
creature intelligenti.
Se N avesse degli zero in più, esploderebbe l’istante
successivo alla sua nascita.
D=3
Rappresenta il numero di dimensioni spazio-temporali in
cui si trova il nostro Universo.
Se vi fossero delle dimensioni in meno o in più la vita
non potrebbe esistere.
E il tempo? Non è anche lui una dimensione?
Si, ma con una sola direzione: il futuro.
Q = 1/100000
Rappresenta la quantità di energia necessaria a
distruggere e a disperdere nello spazio l’esempio di più
grande struttura cosmica esistente, un super ammasso.
Tale valore viene calcolato
con la formula trovata da
Einstein
E = mc2
Ω = 0.3
Rappresenta la quantità di materia presente nell’universo.
Tale costante determina il destino
ultimo dell’Universo
Ω > 1 Big Crunch
Ω < 1 espansione infinita
Λ = 0.7
Rappresenta la quantità di energia “oscura” presente
nell’universo.
ε = 0.007
Rappresenta la quantità di massa che 4 protoni rilasciano
come energia quando formano una molecola di elio
Processo di base per la
combustione stellare e per la
formazione delle principali molecole
presenti in natura.
N e ε governano le principali interazioni fisiche, ossia le
quattro forze fondamentali:
1. Forza gravitazionale
2. Forza elettromagnetica
3. Forza nucleare forte
4. Forza nucleare debole
Eccetto D, tutti i numeri possono essere
trovati empiricamente e quindi misurati.
Qualsiasi teoria che voglia descrivere l’Universo
deve fare i conti con queste costanti.
Come ebbe inizio....
L'universo nasce da una esplosione iniziale (Big
Bang) dove materia, spazio e tempo erano una
cosa sola.
Dopo l'esplosione, fluttuazioni nella materia
generano una rapidissima evoluzione (inflazione).
Le fluttuazioni hanno forma di onda.
Sotto la forza di gravità, lo onde cominciano a
collassare su se stesse originando le stelle e, molto
tempo dopo, le galassie.
10-35 sec
Come finirà tutto questo
La teoria più accreditata vede un'espansione
indefinita .
Ci sono tre fattori che determinano il futuro
dell'universo:
1. La materia oscura;
oscura
2. L'energia oscura;
oscura
3. La forma dello spazio.
spazio
Materia ed energia oscura
??
MATERIA
BARIONICA
La curvatura dello spazio
E ora?
“ Le galassie sono come le persone: più le
conosci, più ti appaiono uniche. E poi, è
così bello studiarle da solo..”
S. van den Berg
