The End of Everything (Astrophysically Speaking) Katie Mack Scribner (2020)

Gli scienziati sanno come finirà il mondo. Il Sole esaurirà il carburante ed entrerà nella fase di gigante rossa. La sua esplosione finale di gloria si espanderà e inghiottirà i pianeti più vicini, lasciando la Terra una roccia carbonizzata e senza vita. Al nostro pianeta restano circa cinque miliardi di anni.

Con questa immagine cupa, l’astrofisica teorica Katie Mack inizia il suo libro sulla fine dell’Universo, una prospettiva molto più incerta. I cosmologi generalmente guardano indietro, perché tutte le prove che possono esaminare con i telescopi sono lontane e riguardano cose accadute molto tempo fa. Usare i movimenti di stelle e galassie lontane per prevedere possibili futuri implica più speculazioni.

Nelle mani di Mack, questa speculazione crea una storia affascinante. Gli esseri umani sono, scrive, “una specie in bilico tra la consapevolezza della nostra assoluta insignificanza e la capacità di andare ben oltre le nostre vite mondane, nel vuoto, per risolvere i misteri più fondamentali del cosmo”. È una talentuosa comunicatrice di complessi la fisica e la passione e la curiosità per l’astronomia che l’hanno resa una popolare oratrice e presenza su Twitter sono evidenti qui (così come alcune battute nerd e una coda meno avvincente sulla nuova ricerca fisica tangenziale al tema centrale).

Mack inizia all’inizio, con il Big Bang. Quello che seguì fu l’inflazione, un periodo di rapida espansione. Poi, si formarono strutture di materia oscura e si riunirono gli elementi costitutivi di stelle, pianeti, vita e galassie. Attualmente, l’energia oscura, pensato per pervadere l’Universo, in qualche modo contrasta le forze di gravità per continuare a guidare l’espansione.

Il destino dell’Universo dipende dal fatto che l’espansione continuerà, accelererà o invertirà.

The Big Crunch

Astrofisica È stato a lungo considerato che l’epilogo più probabile fosse un’inversione del Big Bang: il Big Crunch. Fuori dal nostro vicinato cosmico, ogni galassia si sta allontanando da noi; un chiaro segno di espansione. Se l’Universo contiene abbastanza materia, inclusa la materia oscura, l’attrazione gravitazionale combinata di ogni cosa fermerà gradualmente questa espansione e farà precipitare il collasso finale. Nel tempo, le galassie, quindi le singole stelle, si scontreranno più frequentemente, uccidendo qualsiasi forma di vita sui pianeti vicini. Nei momenti finali, mentre le densità e le temperature aumentano in un inferno che si contrae, tutto ciò che rimane si estinguerà in un unico punto.

Ma l’energia oscura potrebbe significare che una fine diversa attende. I primi anni dell’evoluzione dell’Universo furono determinati dalla quantità di materia che conteneva; negli ultimi miliardi di anni, l’energia oscura ha iniziato a dominare, spingendo l’universo verso l’esterno. I dati attuali del telescopio Planck dell’Agenzia spaziale europea e altre fonti sono coerenti con questa espansione che continua per sempre.

Chiamata la morte termica o il grande congelamento, questa apocalisse sarà “lenta e agonizzante”, scrive Mack. In termodinamica termini, spiega, l’Universo si avvicinerà a uno stato di minima temperatura e massima entropia. Man mano che ogni cosa si allontana sempre di più, il materiale delle stelle morte si disperderà in modo che non possano formarsi nuove stelle e le galassie di cui fanno parte smetterà gradualmente di crescere. È come il soffocamento di ogni attività astrofisica, poiché il carburante per la crescita e la riproduzione diventa così diffuso da essere inutilizzabile. È una fine “segnata da un crescente isolamento, da un inesorabile decadimento e da una dissolvenza nell’oscurità lunga eoni “.

La terza morte di cui parla Mack è il Big Rip. Questo è in serbo se l’energia oscura accelera l’espansione anche più di quanto attualmente previsto. Mentre l’Universo si gonfia, alla fine, le forze gravitazionali non saranno in grado di tenere insieme gli ammassi galattici. Le stelle verranno strappate l’una dall’altra e i sistemi solari come il nostro non avranno la forza di stare insieme. Le stelle e i pianeti rimanenti esploderanno. Alla fine, gli ultimi atomi verranno fatti a pezzi.

Le ultime misurazioni indicano una morte da calore, ma un Big Crunch o un Big Rip rientrano nelle loro incertezze.

Lo scenario apocalittico finale che Mack descrive è estremamente improbabile: decadimento del vuoto. Potrebbe formarsi una minuscola bolla di “vero vuoto”, a causa dell’instabilità nel campo associata al bosone di Higgs. Ciò potrebbe accadere se, diciamo, un buco nero evapora nel modo sbagliato. Una tale bolla si espanderebbe alla velocità della luce, distruggendo ogni cosa, fino a cancellare l’universo. Il decadimento del vuoto potrebbe essere già iniziato in qualche luogo lontano. Non lo vedremo arrivare.

Non preoccuparti, però. Come consiglia Mack, qualunque cosa sembri, la fine probabilmente non sarà vicina per almeno 200 miliardi di anni.