“Potremmo trovarci all’interno di un gigantesco vuoto, ossia di una grande bolla sferica circondata da un universo con caratteristiche diverse. La nostra bolla, comunque, non sarebbe priva di materia in assoluto, perchè le stelle e le galassie più vicine a noi sono composte da materia, ma la densità dell’universo che sta al di là di essa sarebbe molto superiore”. L’accelerazione dell’espansione dell’universo mette a dura prova la sua visione isotropica e omogenea dando spazio a una nuova teoria cosmologica che va a intaccare quella eliocentrica del sistema solare.

Il post presenta il capolavoro Cosmological Modelsdi George Ellis e Henk van Elst, pubblicato nell’archivio digitale con l’identificativo “arXiv:gr-qc/9812046v5”. Seguendo le tracce della pubblicazione editoriale su Focus Siamo in una bolla! (“Focus” n°195, 2009) ripercorriamo i concetti fondamentali della cosmologia moderna attraverso il lavoro di una équipe di matematici, che potrebbe rivoluzionare tutte le teorie cosmologiche contemporanee.
L’originalità del lavoro di E.& E. risiede nel tentativo di spiegare l’universo senza accettare i concetti di materia e energia oscura. Il risultato di tale lavoro è un quadro in cui la Terra si trova al centro di una “bolla”, dispersa nell’infinito, dotata di una densità inferiore all’intero universo. La nuova teoria sarebbe in contrasto con la visione eliocentrica copernicana, ma eliminerebbe una volta per tutte l’imbarazzante dogma dell’energia oscura.

La nascita dell’universo dal Big Bang, pur essendo suffragata da prove, non risponde a tutti i crismi di una teoria moderna, in quanto la sua visione si basa su ipotesi artificiali, come quelle sulla materia e sull’energia oscura, non ancora dimostrate. L’insieme della materia e dell’energia, nella forma che noi conosciamo, è solo il 4% dell’universo. E.& E. mettono in dubbio questo quadro, avanzando un modello totalmente nuovo in cui la Terra è al centro di una bolla. La teoria cosmologica attuale si basa su due assunti: il primo prevede che l’universo a grande scala sia omogeneo, il secondo che sia isotropo. I due concetti appaiono simili, ma in realtà non lo sono. Infatti se il primo descrive il fatto che l’universo possiede le stesse caratteristiche in tutti i luoghi, il secondo implica che esso mantiene le stesse proprietà in tutte le direzioni. Se immaginiamo l’universo come una stanza e noi ci trovassimo in piedi su un tavolo ad osservarla potremmo dire che la stanza è isotropica ma non omogenea perché dove siamo noi c’è un tavolo che non esiste in nessun’altra parte. Questo è il concetto che sta alla base dell’intuizione di E.& E. La bellezza di tale modello risiede nella sua semplicità nello spiegare concetti altrimenti molto complessi. Tra questi è importante sottolineare l’accelerazione dell’universo, che sarebbe dunque attribuibile alla debole forza di gravità all’interno della bolla. Quindi l’universo accelera più velocemente di quanto dovrebbe solo a livello locale (cioè all’interno della bolla) ma non a quello cosmico.
A questo punto è chiaro che il modello esige di una verifica e una strada possibile è stata proposta da Robert Caldwell, cioè l’analisi dell’interazione di fotoni con particelle di energia all’interno della bolla, ma gli strumenti al momento sono inadeguati. Un’altra possibilità sarebbe quella di osservare i quasar per decenni e vedere se si allontanano tutti allo stesso modo oppure se la velocità dipende dalla distanza. In questo caso la verifica della variazione della velocità di espansione nel tempo sarebbe in contraddizione con il modello cosmologico omogeneo finora accreditato.

Le implicazioni di questo modello sarebbero molteplici tanto da configurare una vera rivoluzione cosmologica; pertanto è necessario riflettere sulle possibili conseguenze. Accettare il modello vorrebbe dire abbandonare la visione copernicana dell’universo e attribuire una valenza locale e non più globale a tutte le nostre osservazioni. Non saremo più sicuri delle teorie evolutive dell’universo e la stessa teoria del Big Bang andrebbe rivista. Tutto questo sarebbe assai improbabile? Concluderei con una considerazione di Ellis: l’unica cosa certa è che viviamo in mondo assai improbabile e sta a noi comprendere se è più inverosimile l’esistenza dell’energia oscura o il fatto che viviamo in una grande bolla di vuoto.

M.T.