Le particelle della materia
Si suppone che l’Universo, nel primo millesimo di secondo dopo il Big Bang, fosse composto di quark, gluoni e altre particelle a una temperatura di due miliardi di gradi K°, centomila volte più caldo del nucleo solare.
A quella temperatura i quark e i gluoni erano separati, liberi di muoversi in uno stato di materia molto simile a un liquido molto fluido (plasma).
Abbassandosi la temperatura, i quark vengono uniti fra loro dai gluoni, formando gli Adroni.
Da quì si passò ai protoni e ai neutroni.
Un Protone solo, non legato ad altro, costituisce il primo nucleo della storia: il nucleo dell’elemento naturale più semplice: l’idrogeno.
Finché l’Universo era abbastanza caldo, protoni e neutroni potevano trasformarsi l’uno nell’altro, comunque c’erano molti più protoni che neutroni, in rapporto di 7 protoni per 1 neutrone.
Non a caso nell’Universo più del 70% è idrogeno, e l’idrogeno non ha neutroni.
Gli Elettroni sono stati prodotti nel momento del big bang ma anche oggi vengono prodotti continuamente nel decadimento radioattivo.
Quando un neutrone libero diventa protone libera un elettrone.
Riflessioni sulla massa del protone e del neutrone
La differenza tra la massa del protone e quella del neutrone è lievissima, appena lo 0,14 per cento della media tra le due. Se la differenza tra la massa del protone e quella del neutrone fosse stata lievemente maggiore dello 0,05 per cento, la sintesi dei nuclei dopo il big bang avrebbe prodotto molto più elio-4 e molto meno idrogeno. Le conseguenze sarebbero state di enorme portata: le stelle non si sarebbero “accese” così come hanno fatto.
Un valore molto più grande di 0,14 per cento avrebbe reso i decadimenti di tipo beta molto più probabili, rendendo l’universo molto ricco di neutroni alla fine della nucleosintesi. Anche in questo caso, a risentirne sarebbero state le reazioni di fusione nucleare all’interno delle stelle, che avrebbero bruciato l’idrogeno con molta più difficoltà, rendendo ardua la formazione degli elementi più pesanti.
La nascita dell’Atomo
Inizialmente le temperature erano così alte che nuclei ed elettroni viaggiavano nello spazio ognuno per i fatti propri.
Ma dopo 0,4 milioni di anni dal big bang, la temperatura era scesa a 5.000 K°, così gli elettroni poterono combinarsi con i nuclei a formare l’Atomo.
I Fotoni
In questo momento i fotoni si liberano dalla materia, iniziano il loro vagabondaggio nell’Universo, è la radiazione cosmica di fondo.
Il fotone è un tot energia, il fotone è sia onda che particella, corre nello spazio alla velocità della luce, finché non viene assorbito da un’altra particella.
La cosa appare strana ma corrisponde alla realtà, la luce solare per esempio è fatta di fotoni, il calore emesso dai fornelli è fatto di fotoni.
La Radiazione Cosmica
La Radiazione Cosmica di fondo è detta anche radiazione “fossile”, perché è il segno di quel che successe in un lontano passato, 13,7496 x 10 alla 9° anni fa (13,7500-0,0004= 13,7496).
La Radiazione Cosmica di fondo è composta da fotoni sparati in tutte le direzioni del cosmo.
La Radiazione proviene da tutte le direzioni, con quasi la stessa intensità in ogni punto dell’Universo ed è riscontabile ovunque nell’Universo.
Le Radiazioni “fossili” sono una prova del big bang iniziale.
Ci si è accorti per la prima volta della Radiazione Cosmica di fondo, perchè disturbava i segnali delle onde elettromagnetiche ad alta frequenza dei telefoni.
La Radiazione Cosmica non ci mostra il big bang, ma ci fotografa quel che è successo un attimo (0,4 milioni di anni) appena dopo il big bang.
La radiazione cosmica di fondo era prevista dalla teoria del big bang.
La rcf è stata trovata, ma non siamo ancora certi che la teoria del big bang sia corretta.
Le Onde gravitazionali
Le onde gravitazionali erano state previste dalla teoria generale della relatività.
La teoria della relatività generale di Einstein dice che lo spazio può curvarsi.
Come fa lo spazio a curvarsi?
Lo spazio si curva quando una qualsiasi massa si muove in modo accelerato.
Lo spazio si curva formando delle increspature.
Come le increspature delle onde su un lago.
Lancio un sasso nello specchio d’acqua e voilà si formano delle increspature, non è magia ma fisica.
Quanto sono grandi queste increspature?
Queste increspature hanno la dimensione di un millesimo di un atomo.
Quando una massa cambia accelerazione?
Quando c’è una collisione fra buchi neri o nella collisione di stelle di neutroni.
L’onda gravitazionale si vede anche in assenza di onda elettromagnetica.
Le onde gravitazionali, non assorbite dal tempo, ci lasciano una traccia di cosa è successo miliardi di anni fà, andando a ritroso fino all’inizio, fino all’attimo del big bang.
Le onde gravitazionali sono i reperti archeologici della creazione.
La Materia e l’Energia Oscura
Ci sono buone ragioni per supporre che esista la materia oscura e che rappresenti la gran parte della realtà.
Le galassie, costituiscono la materia visibile, ma la gran parte della Materia e quindi dell’Energia è Oscura.
Al centro delle galassie ci sono buchi neri grandi migliaia di volte il diametro del sistema solare.
Tale “Oscurità” esiste e si vede nelle forza di attrazione fra le galassie e al loro interno.
Il 95% dell’Universo è Energia e Materia Oscura, oscura perchè non emette luce e non interagisce con la normale materia fatta di protoni-neutroni-elettroni.
Facciamo due conti dell’Universo: 4,6% è materia visibile, 95% è Energia e Materia Oscura, per arrivare a 100 bisogna aggiungere qualcosa, quel qualcosa sono i neutrini.
Il Neutrino
Circa lo 0,4% dell’energia-materia totale è fatta di Neutrini.
Il Neutrino ha una massa di 0,5 milioni di volte inferiore a quella dell’elettrone.
Il Neutrino attraversa la materia senza problemi, per fermarlo occorre una densità elevatissima.
Il Neutrino viene liberato nella catena protone protone durante la fusione dell’idrogeno.