 Cosa sia veramente accaduto all'inizio della storia del nostro Universo nessuno lo sa. Abbiamo però due importanti dati osservativi.
Da una parte la velocità di recessione delle galassie, osservata per la prima volta da Edwin Hubble  nel 1929: tutte le galassie si allontanano le une dalle altre con velocità proporzionale alla distanza  [19]. Dall'altra la radiazione cosmica di fondo  , scoperta da Penzias e Wilson nel 1965: l'universo è permeato da un "mare" omogeneo e isotropo di radiazione con spettro di corpo nero . Questi due fatti possono essere interpretati in un solo modo: molto tempo fa tutta la materia dell'universo era concentrata in uno spazio molto ridotto in condizioni di temperatura elevatissime. Durante l'espansione  , che dura tutt’ora, la materia si è "diluita" e l'universo si è conseguentemente raffreddato. Questa è la teoria del "Big Bang caldo" [135].
Cosa sia veramente accaduto nel momento dell'esplosione iniziale è però difficile da dire. Sicuramente le condizioni estreme di quei primi attimi non sono descrivibili con le nostre conoscenze fisiche di "bassa energia", cioè valide in condizioni di temperatura, pressione e densità estremamente inferiori a quelle del Big Bang. Non possiamo quindi pensare di spiegare l'inizio dell'universo utilizzando la meccanica quantistica e/o la relatività generale così come le conosciamo.
Le condizioni estreme del Big Bang richiedono una nuova teoria di "gravità quantistica" , che riesca a descrivere contemporaneamente un campo gravitazionale estremamente intenso e le dimensioni microscopiche della materia. Ci sono numerosi tentativi in questo senso, come ad esempio la teoria delle stringhe , ma non ancora soluzioni definitive. E' possibile, quindi, che le condizioni fisiche all'epoca del Big Bang fossero simili a quelle di un buco nero , ma ne sappiamo ancora troppo poco per trarre conclusioni. Non è escluso che l'universo possa essere esploso "dal nulla", cioè a causa di una piccola perturbazione nel vuoto quantistico: una sorta di "bolla" che si è gonfiata improvvisamente in un mare di piccole fluttuazioni.
Bisogna infine ricordare che, nella descrizione relativistica dell'espansione dell'universo, non è la materia che si "scaglia in tutte le direzioni" (come intuitivamente si tende a pensare), quanto piuttosto lo spazio stesso che si espande trascinando con sé tutta la materia. Le condizioni quindi sono diverse da quelle di un buco nero : in quest'ultimo c'è una grande quantità di materia compressa in un piccolo spazio all'interno di un universo macroscopico, nel caso del Big Bang invece tutto l'universo è concentrato in dimensioni microscopiche e non esiste nulla al di fuori, nemmeno lo spazio vuoto.
Francesca Rosati - Fisico
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