Quando si parla di "espansione", ci viene in mente l'aumento delle dimensioni. Tuttavia, in questo caso, l'espansione dell'universo è diversa. Scaviamo e scopriamo di più.
OBIETTIVI FORMATIVI
L'espansione dell'universo si riferisce all'aumento della distanza tra due parti dell'universo gravitazionalmente non legate che possono essere osservate nel tempo . Questo processo è un'espansione intrinseca per cui c'è un cambiamento nella scala dello spazio. L'universo non si espande in nulla e non ha bisogno di spazio per esistere al di fuori di esso. Generalmente, lo spazio e gli oggetti nello spazio non si muovono. La metrica che governa la geometria e le dimensioni dello spaziotempo è quella che cambia in scala. Nonostante gli oggetti e la luce nello spaziotempo non siano in grado di viaggiare a velocità superiori a quella della luce, la metrica stessa non è limitata da questa limitazione. A un osservatore sembra che lo spazio si stia espandendo e che tutto, tranne le galassie più vicine, si stia allontanando.
Durante l' epoca inflazionistica che era di circa 10-32 secondi dopo il Big Bang , ci fu un'espansione improvvisa dell'universo. Il volume dell'universo è aumentato di un fattore di circa 10 78 (espansione della distanza di un fattore di circa 10 26 in tutte e tre le dimensioni). Un'espansione più lenta e graduale dello spazio continuò in seguito, fino a 9,8 miliardi di anni dopo il Big Bang, quando iniziò ad espandersi gradualmente più rapidamente. Si sta ancora espandendo fino ad oggi.
L'espansione metrica dello spazio è completamente diversa dalle esplosioni e dalle espansioni che si vedono nella vita quotidiana. Sembra essere una proprietà dell'intero universo piuttosto che un fenomeno che si applica solo a una parte dell'universo. Può essere osservato meglio "dall'esterno" dell'universo.
L'espansione metrica è una caratteristica importante della cosmologia del Big Bang. Tuttavia, questo modello è valido solo su larga scala (la scala degli ammassi di galassie e oltre), poiché l'attrazione gravitazionale unisce la materia in modo sufficientemente forte che in questo momento l'espansione metrica non può essere osservata su scala inferiore.
I fisici hanno dimostrato l'esistenza dell'energia oscura che appare come una costante cosmologica nei modelli gravitazionali più semplici, come un modo per spiegare l'accelerazione.
METRICHE E COORDINATE COMOVENTI
Per comprendere l'espansione metrica dell'universo, è importante discutere cos'è una metrica e come funziona l'espansione metrica.
Una metrica si riferisce a un concetto di distanza . Indica in termini matematici il modo in cui vengono misurate le distanze tra due punti vicini nello spazio, in termini di sistema di coordinate. I sistemi di coordinate vengono utilizzati per individuare i punti nello spazio assegnando determinate posizioni su una griglia chiamata coordinate a ogni punto. I grafici Xy e la latitudine e la longitudine sono esempi comuni di coordinate. Una metrica è una formula che descrive come misurare un numero chiamato "distanza" tra due punti. L'espansione metrica dello spazio è descritta usando la matematica dei tensori metrici. Il sistema di coordinate utilizzato è noto come coordinate mobili . Questo è un tipo di sistema di coordinate che tiene conto sia del tempo che dello spazio e della velocità della luce.
