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L'espansione infinita dell'universo: perché la teoria dell'universo in stato stazionario può spiegare lo spazio infinito?
In cosmologia, il modello dello stato stazionario o teoria dello stato stazionario offre un'alternativa alla teoria del Big Bang. Secondo il modello dello stato stazionario, la densità della materia rimane costante mentre l'universo si espande a causa della continua creazione di materia nell'universo, il che fa sì che la teoria segua il principio cosmologico perfetto, che afferma che l'universo osservabile è esattamente lo stesso in qualsiasi momento. dato tempo. È sempre lo stesso in qualsiasi luogo.
Il modello dello stato stazionario implica che l'universo non abbia né inizio né fine, ma questa visione si scontra con crescenti difficoltà di osservazione.
Guardando indietro nel tempo, l'espansione dell'universo fu scoperta attraverso le osservazioni di Edwin Hubble. All'epoca, il modello statico dell'universo proposto da Einstein nel 1917 era considerato instabile. La teoria del Big Bang, proposta per la prima volta da Georges Lemaître, afferma che l'universo ha un'età finita e si è evoluto attraverso raffreddamento, espansione e collasso gravitazionale. Nel modello dello stato stazionario, nonostante l'universo sia in espansione, il suo aspetto rimane invariato nel tempo, il che è coerente con il principio della cosmologia perfetta. Gli sviluppatori della teoria, Hermann Bondi, Thomas Gold e Fred Hoyle, pubblicarono nel 1948 un articolo di grande influenza in cui proponevano un modello materiale dell'universo basato sulla creazione continua.
Tuttavia, le osservazioni degli anni '50 e '60 cominciarono a evidenziare problemi con il modello dello stato stazionario. Le osservazioni dell'epoca dimostrarono che l'universo stava effettivamente cambiando. Le sorgenti non galattiche estremamente luminose, come i quasar e le radiogalassie, si trovano solo a grandi distanze, il che significa che sono esistite solo in passato e differiscono dalla distribuzione prevista dal modello dello stato stazionario. Le previsioni della teoria del Big Bang furono confermate, mentre successivi test statistici esclusero rapidamente la fattibilità del modello dello stato stazionario.
Le prove osservative hanno dimostrato che l'universo non è statico, una scoperta che ha contribuito al predominio della teoria del Big Bang.
La scoperta della radiazione cosmica di fondo (CMBR) ha segnato un ulteriore fallimento del modello dello stato stazionario. L'uniformità di questa radiazione e il suo spettro prossimo a quello di un corpo nero ideale sono difficili da spiegare con il fatto che è prodotta dalla maggior parte delle sorgenti di polvere di stelle, il che indica chiaramente la razionalità della teoria del Big Bang. Anche tra i sostenitori della teoria, la speranza che contenga dei difetti viene gradualmente smentita. In questo contesto, l'attrattiva del modello dello stato stazionario si è gradualmente indebolita e i suoi sostenitori si trovano di fronte a una realtà inconfutabile.
Oltre ai risultati osservativi, negli ultimi anni è stato messo in discussione anche uno dei presupposti fondamentali della teoria dello stato stazionario, il principio cosmologico. Le ultime osservazioni cosmiche mostrano che l'universo non è completamente simmetrico in tutte le direzioni e posizioni, il che ostacola la validità del modello dello stato stazionario. Per questo motivo, gli scienziati hanno scoperto alcune evidenti anomalie, tra cui distorsioni emisferiche nelle misurazioni della radiazione cosmica di fondo.
Sono state scoperte molte nuove strutture su larga scala che sfidano il requisito di uniformità, alcune delle quali vanno oltre quanto può essere spiegato dal Modello Standard.
Nel 1993, gli scienziati Fred Hoyle, George Burbic e Jayant Narrika proposero una nuova visione dello stato stazionario, la cosmologia dello stato quasi stazionario. Cosmologia di Stato, QSS). Questo modello tenta di spiegare i nuovi dati osservativi che la precedente teoria dello stato stazionario non è riuscita a gestire, ipotizzando che, mentre l'universo viene creato costantemente, si verificano anche altri mini-eventi di creazione (minibang). Ma nonostante la nuova idea, il modello QSS è ancora ritenuto dagli scienziati tradizionali come un modello con molti problemi irrisolti.
In generale, sebbene la teoria dello stato stazionario abbia ricevuto un certo sostegno nei suoi primi giorni, il suo status è stato progressivamente marginalizzato con il vigoroso sviluppo delle prove osservative. Oggi la comunità scientifica concorda quasi all'unanimità sul fatto che la teoria del Big Bang sia il modello migliore per spiegare l'origine dell'universo. Quindi, che tipo di immaginazione e scoperte ci saranno sul futuro del nostro universo?
