Il concetto dello Spazio-tempo descritto dalla fisica attuale è iniziato solo una frazione di secondo dopo il Big Bang.
Lo spaziotempo descritto dalla fisica odierna è iniziato subito dopo il Big Bang. Ma facciamo un passo alla volta: lo spazio-tempo inteso dalla scienza è un modello che combina entrambi i concetti come un unico continuum inseparabile in cui si verificano tutti gli eventi fisici dell’universo.
Per capire la nascita dello spazio-tempo, dobbiamo andare indietro nel tempo fino ad arrivare agli albori dell’Universo, ovvero circa 15 miliardi di anni fa conosciuto con il nome di Big Bang.
Prima di questo avvenimento la materia non esisteva nella forma con cui noi la conosciamo e con la quale siamo abituati a interagire, ma si presentava sotto forma di energia pura.
Ma il Big Bang è ciò che a noi la scienza ci presenta come una singolarità, il che significa che la fisica per come la conosciamo, non è applicabile . Quindi non possiamo nemmeno parlare di spazio-tempo in quel preciso istante, Ma possiamo farlo da una frazione infinitesimale di secondo dopo. Infatti dopo quella frazione infinitesimale di secondo dopo il Big Bang, è iniziato lo spazio-tempo.
Non si può però dire nulla sullo stato dell’Universo prima del Big Bang(o
istante) iniziale, che gli astronomi e astrofisici chiamano T=0.
Nella singolarità, l’universo era molto piccolo, considerato dagli astrofisici un punto di dimensioni nulle e di energia infinita, dove il concetto di tempo cronologico (come lo concepiamo noi) non aveva significato, perché il tempo stesso doveva nascere!
Era così piccolo che la fisica classica non è utile per analizzare quel preciso momento, abbiamo bisogno della fisica quantistica per farlo. Per comprendere l’origine dello spazio-tempo abbiamo bisogno della teoria della relatività generale di Einstein.
La grandezza del cosmo nel preciso istante dalla nascita dello spazio tempo
Per fare un esempio, le dimensioni del cosmo in quel preciso istante , sarebbero stati pari a 0,000000000000000000000000000000001 metri (0, seguito da 34 zeri e uno) che era lo spazio che il cosmo occupava nella frazione di secondo quando è iniziato spazio tempo. In termini di tempo, ciò si è verificato a 0,00000000000000000000000000000000000000001 secondi dopo il Big Bang .
La nostra comprensione dell’Universo infatti, arriva al tempo T=10
-43 secondi dopo il Big Bang, momento dove tutte le quattro forze fondamentali della natura, cioè gravità, forza nucleare forte, forza nucleare debole e forza elettromagnetica erano unificate. L’unificazione di tutte le quattro forze era resa possibile grazie all’elevata temperatura che vi era presente.
Alcuni miliardesimi di secondo dopo l’esplosione, le quattro forze si separano e la prima a staccarsi fu la gravità, a cui seguono tutte le altre. Si generano così le condizioni affinché inizino a formarsi le particelle elementari come i Quark ed i Fotoni, che sono i mattoni della materia ordinaria.
In questo istante avviene quello che gli scienziati chiamano “inflazione”, un processo fisico, che fa assumere all’Universo la dimensione di un centimetro in un miliardesimo di secondo; ciò equivale a dire a conti fatti, che l’Universo si espande ad una velocità maggiore di quella della luce.
Non abbiamo ancora una teoria ben definita, ma abbiamo prove sufficienti per pensare che lo spazio-tempo fosse molto esteso in quell’intervallo, tanto da poter raggiungere le dimensioni approssimative di una pallina da Golf.
Cos’è lo spazio-tempo e come funziona?
Lo spazio-tempo è un tessuto deformabile simile alla gomma dove tutti gli oggetti presenti nello spazio dotati di massa come ad esempio la Terra, il sole o qualsiasi altro oggetto fatto di materia composta da atomi, provocano distorsioni nello spazio-tempo che ne causano la curvatura.
La forza di gravità viene creata dalla curvatura impressa dai corpi dotati di massa nel tessuto “elastico” dello spazio-tempo. Queste curve, a loro volta, impongono le traiettorie nell’universo, perché gli oggetti devono seguire percorsi lungo questa curvatura, anche la luce, composta da fotoni, che pur non avendo massa è influenzata dalla gravità
Il primo a suggerire la scoperta dello spazio-tempo fu Albert Einstein mentre sviluppava la teoria della relatività .
Prima del suo lavoro pionieristico, gli scienziati avevano due teorie separate per spiegare i fenomeni fisici: le leggi della fisica di Isaac Newton descrivevano il movimento di oggetti massicci, mentre i modelli elettromagnetici di James Clerk Maxwell spiegavano le proprietà della luce
