Forma dell'universo
La forma dell'Universo non può essere discussa con i termini quotidiani, perché tutti i termini devono essere quelli della relatività einsteiniana. La geometria dell'universo non è quindi la geometria euclidea ordinaria della nostra vita quotidiana.
Secondo la teoria speciale della relatività, è impossibile dire se due eventi distinti si verificano contemporaneamente se questi eventi sono separati nello spazio. Parlare di "forma dell'universo (in un punto nel tempo)" è ingenuo dal punto di vista della relatività speciale. A causa della relatività della simultaneità non si può parlare di punti diversi nello spazio come "nello stesso punto nel tempo" né, quindi, di "forma dell'universo in un punto nel tempo".
Ciò che gli astrofisici fanno è chiedere se un particolare modello dell'universo è coerente con ciò che è noto attraverso osservazioni e misurazioni dell'universo. Se l'universo osservabile è più piccolo dell'intero universo (in alcuni modelli è di molti ordini di grandezza più piccolo o addirittura infinitesimale), l'osservazione è limitata a una parte dell'insieme.
La considerazione della forma dell'universo può essere divisa in due:
- la geometria locale, che si riferisce soprattutto alla curvatura dell'universo, soprattutto nell'universo osservabile, e
- geometria globale, che si riferisce alla topologia dell'universo nel suo complesso, la cui misurazione potrebbe non essere possibile.
L'universo osservabile è la base per testare qualsiasi modello dell'universo. Si tratta di un volume sferico (una sfera) centrato sull'osservatore, indipendentemente dalla forma dell'universo nel suo insieme. Ogni luogo dell'universo ha un proprio universo osservabile, che può o meno sovrapporsi a quello centrato sulla Terra.
Recenti misurazioni hanno portato la NASA a dichiarare: "Ora sappiamo che l'universo è piatto con solo un margine di errore dello 0,4%". All'interno di un modello, il modello FLRW, l'attuale forma più popolare dell'Universo che si adatta ai dati osservazionali è il modello piatto infinito. Ci sono altri modelli che si adattano ai dati.
Visualizzazione dell'universo tridimensionale osservabile di 93 miliardi di anni luce - o 28 miliardi di parsec -. La scala è tale che i grani fini rappresentano collezioni di un gran numero di supercluster. Il Superammasso (Virgo Supercluster) - sede della Via Lattea - è segnato al centro, ma è troppo piccolo per essere visto nell'immagine.
Domande e risposte
D: Qual è la forma dell'universo secondo le osservazioni attuali?
R: Secondo le misurazioni recenti, la NASA ha dichiarato che l'universo è piatto, con un margine di errore dello 0,4%.
D: In che modo la relatività speciale influisce sulla nostra comprensione della forma dell'universo?
R: A causa della relatività della simultaneità, è impossibile dire se due eventi distinti si verificano nello stesso momento, se questi eventi sono separati nello spazio. Ciò significa che non possiamo parlare di punti diversi nello spazio come se fossero "nello stesso punto nel tempo" né, quindi, della "forma dell'universo in un punto nel tempo".
D: Che tipo di geometria utilizzano gli astrofisici quando parlano della forma dell'Universo?
R: Gli astrofisici utilizzano la relatività einsteiniana quando discutono e testano i modelli per descrivere e prevedere aspetti dell'Universo. Considerano anche la geometria locale, che si riferisce in particolare alla curvatura, e la geometria globale, che si riferisce alla topologia.
D: Ogni luogo dell'Universo fa parte di un universo osservabile?
R: Sì, ogni luogo dell'Universo ha il proprio universo osservabile, che può sovrapporsi o meno a quello centrato sulla Terra.
D: Cosa si intende per 'piatto' quando ci si riferisce a un modello per descrivere/prevedere aspetti dell'Universo?
R: All'interno di un modello, chiamato FLRW (Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker), 'piatto' si riferisce a un modello piatto infinito che si adatta meglio ai dati osservativi. Significa che lo spazio appare uniforme ovunque si guardi e che non ci sono curve o incurvamenti all'interno di questo particolare modello.
D: Esistono altri modelli che si adattano ai dati osservativi, oltre al modello piatto infinito di FLRW?
R: Sì, ci sono altri modelli che si adattano ai dati osservativi, oltre al modello piatto infinito di FLRW.
