Il Cosmo subirà un'espansione tanto rapida da distruggere galassie e corpi celesti, che finirebbero per esser disgregati in particelle elementari e radiazioni?
Un gruppo di astrofisici della Vanderbilt University ha formulato una nuova teoria sul cosiddetto “problema della viscosità” dell’Universo. Lo studio, pubblicato su Physical Review D, potrebbe far luce anche sulla natura dell’energia oscura e prevede, tra gli scenari possibili, il “Big Rip”, un’espansione tanto rapida da distruggere galassie e corpi celesti, che finirebbero per esser disgregati in particelle elementari e radiazioni. La nuova formulazione matematica tenta di colmare le lacune presenti nella legge della termodinamica e quelle della con teoria generale della relatività di Einstein. Il nuovo approccio è stato sviluppato dal docente di matematica Marcelo Disconzi, della Vanderbilt University, in collaborazione con i docenti di fisica Thomas Kephart e Robert Scherrer.
Le attuali teorie presentano diverse lacune - In fisica la viscosità è una misura della resistenza di un fluido ad attraversare piccole aperture (ad esempio il ketchup che passa attraverso il collo di una bottiglia). Il professor Disconzi, invece ha preso in esame la questione dei fluidi relativistici, fenomeni che potrebbero essere generati dall’esplosione di una supernova e dalle stelle di neutroni (oggetti super densi e compatti che possono avere le dimensioni tipiche di un pianeta). In questo caso si tratta di una viscosità dilatazionale, che rappresenta il grado di resistenza di un fluido ad una espansione o contrazione (un tipo di viscosità di cui non abbiamo esperienza nella vita di tutti i giorni poiché la maggior parte dei liquidi non possono essere troppo compressi o espansi). Gli scienziati sono riusciti a descrivere matematicamente le condizioni di un fluido ideale - quelli senza viscosità - man mano che raggiunge velocità prossime quelle della luce. Ma questi modelli hanno creato delle contraddizioni una volta applicati ai fluidi reali, che sono viscosi per natura, non tenendo conto delle velocità relativistiche: se accelerati finiscono per superare persino la velocità della luce, entrando in contrasto con la teoria della relatività e con un dato sperimentale più volte dimostrato: “nulla può viaggiare più veloce della luce”, ha spiegato Disconzi.
Le nuove equazioni potrebbero risolvere il problema dell’energia oscura - Questi problemi hanno portato il matematico a riformulare le equazioni della dinamica dei fluidi relativistici in modo che non si abbiano delle falle che portino a risultati in contrasto con la teoria della relatività speciale, chiedendo poi la collaborazione dei colleghi Kephart e Scherrer per applicare le sue formule ad una teoria cosmologica più generale. Le equazioni di Disconzi sulla viscosità cosmologica potrebbero anche risolvere il noto problema dell’energia oscura. Nel 1990 le osservazioni astronomiche delle supernovae più distanti misero in evidenza che l’Universo non solo si sta espandendo, ma non ad una velocità costante, bensì con un’accelerazione dovuta ad un’energia repulsiva diffusa ovunque. Trattandosi di un’incognita della cui natura non si sa nulla, fu denominata “energia oscura”. Ora la viscosità di cui si parla in questa teoria potrebbe avere un effetto repulsivo simile a quello dell’energia oscura e, almeno in parte, spiegare il misterioso fenomeno.
L'Universo sembra destinato ad una fine violenta - “È probabile - afferma Disconzi - che una frazione significativa dell’effetto dell’accelerazione dello spazio possa essere dovuto ad una causa più diretta. In altre parole, la stessa viscosità potrebbe rappresentare un vincolo importante alle proprietà dell’energia oscura”. La nuova formulazione matematica ha importanti implicazioni per quanto riguarda il destino ultimo dell’Universo dovuto all’espansione accelerata. Tra i diversi scenari futuri possibili, quello più drammatico ipotizzato dagli scienziati è il “Big Rip” (il grande strappo), dovuto agli effetti dell’energia oscura sempre più preponderante nel tempo: un tasso di espansione così elevato che dopo di 20 miliardi di anni porterà alla disgregazione di tutta la materia, ad un punto tale che anche gli atomi si divideranno nelle particelle elementari che li costituiscono e in radiazioni. Ma mentre nei precedenti modelli basati sulla viscosità esiste un parametro che agisce come “barriera fantasma”, impedendo la disgregazione definitiva, nella formulazione di Desconzi-Kephart-Scherrer tale limite non esiste: “nel nostro modello, è proprio la viscosità che guida l’evoluzione dell’Universo verso uno stato finale estremo”, afferma il professor Disconzi.
03 luglio 2015
Fonte: http://notizie.tiscali.it
