Quando guardiamo il cielo di notte
restiamo stupiti dalla sua infinita vastità.
Ma come apparirà il cielo
tra miliardi di anni?
Un certo tipo di scienziati,
chiamati cosmologi,
cerca la risposta a questa stessa domanda.
La fine del'universo è strettamente legata
a ciò che esso contiene.
Più di 100 anni fa
Einstein elaborò la teoria della relatività generale
caratterizzata da equazioni che ci aiutano
a comprendere la relazione
tra la materia di cui è fatto l'universo
e la sua forma.
Pare che lo spazio
possa essere curvilineo come un pallone o una sfera.
Perciò definiamo lo spazio positivamente curvo e chiuso.
Potrebbe anche avere la forma di una sella.
Lo definiamo negativamente curvo e aperto.
O potrebbe essere piatto.
Tale forma determina
come l'universo vivrà o morirà.
Ora sappiamo che probabilmente l'universo è piatto.
Ma i suoi componenti
possono ancora influire sul suo destino.
Possiamo calcolare come cambierà l'universo
con il passare del tempo
se calcoliamo la quantità o la densità energetica
dei vari componenti presenti oggi nello spazio.
Dunque di cosa è fatto l'universo?
L'universo contiene tutte le cose che vediamo
come le stelle, i gas e i pianeti.
Questi sono definiti come materia ordinaria o barionica.
Anche se li vediamo attorno a noi
la complessiva densità energetica di tali componenti
è in realtà molto ridotta,
stimata all'incirca a 5 per cento dell'energia totale.
E ora parliamo del restante 95 per cento.
Solo il 27 per cento della restante
densità energetica dell'universo
è fatto di quello che chiamiamo materia oscura.
La materia oscura interagisce limitatamente con la luce,
perciò non brilla e non riflette la luce
come le stelle ed i pianeti,
ma per il resto
si comporta come la materia ordinaria:
attira le cose con la forza gravitazionale.
Infatti l'unico modo per rintracciare la materia oscura
è tramite l'interazione gravitazionale,
cioè come gli oggetti vi orbitano attorno
e come questa fletta la luce
mentre quest'ultima incurva lo spazio attorno.
Non abbiamo ancora scoperto la particella della materia oscura,
ma gli scienziati di tutto il mondo stanno cercando
questa particella sfuggente
e gli effetti della materia oscura sull'universo.
Ma non siamo ancora al 100 per cento.
Il restante 68 per cento
della densità energetica dell'universo
è composto dall'energia oscura
che è ancora più misteriosa della materia oscura.
L'energia oscura non si comporta affatto
come gli altri tipi di materia che conosciamo
e si comporta piuttosto come la forza antigravitazionale.
Noi diciamo che questa energia ha una pressione gravitazionale
che la materia ordinaria e quella oscura non hanno.
L'universo, invece di comprimersi
a causa della gravità,
sembra estendersi
ad una velocità sempre maggiore.
L'idea dominante sull'energia oscura
è che sia una costante cosmologica.
Ciò significa che ha una strana proprietà
che la estende con l'aumentare del volume dello spazio
in modo da mantenere la sua densità energetica costante.
Quindi con l'espandersi dell'universo,
come sta accadendo anche in questo momento,
ci sarà sempre più energia oscura.
Dal canto loro, la materia oscura
e quella barionica
non si espandono insieme all'universo,
ma diventano più diluite.
A causa di tale proprietà
della costante cosmologica
il futuro universo sarà sempre più dominato
dall'energia oscura,
diventando sempre più freddo
ed espandendosi sempre più velocemente.
Probabilmente, l'universo esaurirà i gas
necessari per formare le stelle
e le stesse stelle esauriranno il loro alimento
e si spegneranno
lasciando l'universo ricco di buchi neri.
Con l'andare del tempo,
anche i buchi neri evaporeranno,
lasciando l'universo completamente freddo e vuoto.
Questo è ciò che noi definiamo la fine dell'universo.
Nonostante possa sembrare deprimente
vivere in un universo
che finirà per congelarsi
e restare senza vita,
la fine del nostro universo
è in realtà in totale simmetria
alla sua bollente esplosione iniziale.
Chiamiamo questa fine accelerata
dell'universo, una fase de Sitter,
il cui nome deriva dal matematico olandese
Willem de Sitter.
Tuttavia, riteniamo
che l'universo abbia avuto un'altra fase
dell'espansione de Sitter
nella primissima fase della sua vita.
Chiamiamo questo periodo inflazione,
in cui, poco dopo il Big Bang,
l'universo si è espanso rapidamente
per un breve periodo.
Per cui, l'universo terminerà
nello stesso modo in cui è nato,
rapidamente.
Viviamo in un periodo straordinario
per la vita dell'universo
in cui potremmo cominciare a comprendere
il suo viaggio
e la storia
che si presenta ai nostri occhi
nel cielo.