“Voglio stare il più vicino possibile al bordo senza andare oltre. Sul bordo si vedono tutti i tipi di cose che non si possono vedere dal centro”.
-Kurt Vonnegut
Il nostro universo è iniziato da un Big Bang, ma questo non significa che lo immaginiamo correttamente. La maggior parte di noi lo immagina come un’esplosione: dove tutto è iniziato caldo e denso tutto in una volta, poi si è espanso e raffreddato mentre i diversi frammenti si allontanavano l’uno dall’altro. Ma per quanto questa immagine sia allettante, non è affatto corretta. Questo ha portato Jasper Evers a porre un’ottima domanda:
Mi sto chiedendo come non ci sia un centro dell’universo e come la radiazione cosmica di fondo sia lontana ovunque guardiamo. Mi sembra che quando l’universo si espande… dovrebbe esserci un posto dove ha iniziato ad espandersi.
Pensiamo per un momento alla fisica di un’esplosione, e a come sarebbe il nostro Universo se iniziasse da una.
Un’esplosione inizia in un punto, e si espande rapidamente verso l’esterno. Il materiale più veloce si muove verso l’esterno più rapidamente, e quindi si espande più velocemente. Più lontano sei dal centro dell’esplosione, meno materiale ti raggiungerà. La densità di energia scende con il passare del tempo ovunque, ma scende più velocemente più lontano dall’esplosione, perché il materiale energetico è più rado alla periferia. Non importa dove ti trovi, sarai sempre in grado – ammesso che tu non venga distrutto – di ricostruire il centro dell’esplosione.
Ma questo non è l’Universo che vediamo. L’Universo sembra lo stesso a grandi e brevi distanze: le stesse densità, le stesse energie, lo stesso numero di galassie, ecc. Gli oggetti lontani, che si allontanano da noi a velocità maggiori, non sembrano avere la stessa età degli oggetti più vicini a noi che si muovono a velocità minori; sembrano più giovani. Non ci sono meno oggetti a grandi distanze, ma più oggetti. E se diamo un’occhiata a come tutto si muove nell’Universo, scopriamo che nonostante il fatto che possiamo vedere per decine di miliardi di anni luce, il centro ricostruito atterra proprio su di noi.
Questo significa che noi, tra tutti i trilioni di galassie dell’Universo, ci siamo trovati al centro del Big Bang? E che il ‘bang’ iniziale è stato configurato in modo tale – con densità, energie, ‘tempi di inizio’ irregolari e disomogenei e un misterioso bagliore di 2,7 K – da cospirare affinché noi fossimo al centro? Che Universo ingeneroso sarebbe se fosse così: configurarsi in questo modo incredibilmente irrealistico all’inizio.
Invece, ciò che la Relatività Generale prevede non è un’esplosione, ma un’espansione. Un Universo che parte da uno stato caldo e denso fa espandere il suo stesso tessuto. C’è un’idea sbagliata che questo sarebbe partito da un singolo punto; non è così! Invece, c’è una regione che ha queste proprietà – piena di materia, energia, ecc. – e poi l’Universo si evolve sotto le leggi della gravità.
Ha proprietà simili ovunque, tra cui densità, temperatura, numero di galassie, ecc. Se dovessimo guardare fuori, però, ciò che vedremmo sarebbe la prova di un Universo in evoluzione. Poiché il Big Bang è avvenuto dappertutto in una volta sola una quantità finita di tempo fa in una regione di spazio, e quella regione è tutto ciò che è osservabile per noi, quando guardiamo fuori dal nostro punto di osservazione, vediamo una regione di spazio che non è così diversa dalla nostra posizione nel passato.
Galassie la cui luce ha impiegato un miliardo di anni per arrivare qui appaiono come erano un miliardo di anni fa; galassie la cui luce ha impiegato dieci miliardi di anni per arrivare qui appaiono come erano dieci miliardi di anni fa! 13,8 miliardi di anni fa, l’Universo era dominato dalla radiazione, non dalla materia, e quando l’Universo formò per la prima volta gli atomi neutri, quella radiazione persiste ancora, essendo stata raffreddata e spostata a causa dell’espansione dell’Universo. Ciò che noi percepiamo come fondo cosmico a microonde non è solo il bagliore residuo del Big Bang, ma questa radiazione è osservabile da qualsiasi punto dell’Universo.
Non c’è necessariamente un centro dell’Universo; quella che chiamiamo “regione” di spazio dove è avvenuto il Big Bang potrebbe essere infinita. Se c’è un centro, potrebbe letteralmente essere ovunque e non lo sapremmo; la parte di Universo che possiamo osservare è insufficiente per rivelare questa informazione. Avremmo bisogno di vedere un bordo, un’anisotropia fondamentale (dove diverse direzioni appaiono diverse) nelle temperature e nel numero di galassie, e il nostro Universo, sulle scale più grandi, sembra davvero lo stesso ovunque e in tutte le direzioni.
Non c’è un luogo dove l’Universo ha iniziato ad espandersi a causa del Big Bang; c’è un momento in cui l’Universo ha iniziato ad espandersi. Ecco cos’è il Big Bang: una condizione che riguarda l’intero Universo osservabile in un momento specifico. È il motivo per cui guardare a distanze maggiori in tutte le direzioni significa guardare indietro nel tempo. È il motivo per cui tutte le direzioni sembrano avere proprietà approssimativamente uniformi. Ed è il motivo per cui la nostra storia di evoluzione cosmica può essere tracciata indietro fino a quanto i nostri osservatori possono vedere.
Forse l’Universo ha una forma finita e una dimensione finita, ma se è così, questa informazione è inaccessibile per noi. La porzione di Universo osservabile per noi è finita, e quell’informazione non è contenuta in essa. Se pensate all’Universo come a un palloncino, a una pagnotta o a qualsiasi altra analogia vi piaccia, ricordate che siete in grado di accedere solo a una piccola parte dell’Universo reale; ciò che è osservabile per noi è solo un limite inferiore di ciò che c’è là fuori. Potrebbe essere finito, potrebbe essere infinito, ma quello di cui siamo sicuri è che si sta espandendo, sta diventando meno denso, e più lontano guardiamo, più indietro nel tempo siamo in grado di vedere. Come dice l’astrofisica Katie Mack:
L’Universo si sta espandendo come si sta espandendo la tua mente. Non si sta espandendo in niente; stai solo diventando meno denso.