Che cos’è la cosmologia? Definizione & Storia

La cosmologia è una branca dell’astronomia che coinvolge l’origine e l’evoluzione dell’universo, dal Big Bang ad oggi e in futuro. Secondo la NASA, la definizione di cosmologia è “lo studio scientifico delle proprietà su larga scala dell’universo nel suo complesso.”

I cosmologi si interrogano su concetti esotici come la teoria delle stringhe, la materia oscura e l’energia oscura e se esiste un universo o molti (a volte chiamati multiverso)., Mentre altri aspetti dell’astronomia riguardano singoli oggetti e fenomeni o collezioni di oggetti, la cosmologia abbraccia l’intero universo dalla nascita alla morte, con una ricchezza di misteri in ogni fase.

Storia della cosmologia& astronomia

La comprensione dell”umanità dell” universo si è evoluta in modo significativo nel tempo. Nella prima storia dell’astronomia, la Terra era considerata il centro di tutte le cose, con pianeti e stelle in orbita attorno ad essa., Nel 16 ° secolo, lo scienziato polacco Nicolaus Copernico suggerì che la Terra e gli altri pianeti del sistema solare in realtà orbitavano attorno al sole, creando un profondo cambiamento nella comprensione del cosmo. Alla fine del 17 ° secolo, Isaac Newton calcolò come le forze tra i pianeti — in particolare le forze gravitazionali — interagivano.

L’alba del 20 ° secolo ha portato ulteriori intuizioni nella comprensione del vasto universo. Albert Einstein propose l’unificazione dello spazio e del tempo nella sua Teoria generale della Relatività., Nei primi anni del 1900, gli scienziati stavano discutendo se la Via Lattea contenesse l’intero universo all’interno del suo arco, o se fosse semplicemente una delle tante collezioni di stelle. Edwin Hubble calcolò la distanza da un oggetto nebuloso sfocato nel cielo e determinò che si trovava al di fuori della Via Lattea, dimostrando che la nostra galassia era una piccola goccia nell’enorme universo. Usando la Relatività Generale per stabilire il quadro, Hubble misurò altre galassie e determinò che stavano correndo via dagli Stati Uniti, portandolo a concludere che l’universo non era statico ma in espansione.,

Negli ultimi decenni, il cosmologo Stephen Hawking ha determinato che l’universo stesso non è infinito ma ha una dimensione definita. Tuttavia, manca un confine definito. Questo è simile alla Terra; anche se il pianeta è finito, una persona che viaggia intorno ad esso non avrebbe mai trovare la “fine”, ma sarebbe invece costantemente cerchio il globo. Hawking propose anche che l’universo non sarebbe continuato per sempre, ma alla fine sarebbe finito.,

Missioni cosmologiche& strumenti

Lanciato nel novembre 1989, il Cosmic Background Explorer (COBE) della NASA ha effettuato misurazioni precise delle radiazioni attraverso il cielo. La missione ha funzionato fino al 1993.

Anche se il telescopio spaziale Hubble della NASA è probabilmente meglio conosciuto per le sue immagini sorprendenti, una missione primaria era cosmologica. Misurando più accuratamente le distanze dalle variabili cefeidi, stelle con un rapporto ben definito tra la loro luminosità e le loro pulsazioni, Hubble ha contribuito a perfezionare le misurazioni su come l’universo si sta espandendo., Dal suo lancio, gli astronomi hanno continuato a utilizzare Hubble per effettuare misurazioni cosmologiche e perfezionare quelle esistenti.

Grazie a Hubble, “Se metti in una scatola tutti i modi in cui l’energia oscura potrebbe differire dalla costante cosmologica, quella scatola sarebbe ora tre volte più piccola”, ha detto il cosmologo Adam Riess dello Space Telescope Science Institute in una dichiarazione. “Questo è un progresso, ma abbiamo ancora molta strada da fare per definire la natura dell’energia oscura.”

Wilkinson Microwave Anisotropia Probe (WMAP) della NASA è stato un veicolo spaziale che ha operato dal 2001 al 2010., WMAP mappò piccole fluttuazioni nel fondo cosmico a microonde (CMB), l’antica luce dell’universo primordiale, e determinò che gli atomi ordinari costituiscono solo il 4,6% dell’universo, mentre la materia oscura costituisce il 24%.

“I dubbi persistenti sull’esistenza dell’energia oscura e sulla composizione dell’universo si sono dissolti quando il satellite WMAP ha scattato l’immagine più dettagliata di sempre dello sfondo delle microonde cosmiche”, ha detto il cosmologo Charles Seife sulla rivista Science.,

La missione spaziale Planck dell’Agenzia Spaziale Europea è durata dal 2009 al 2013 e ha continuato lo studio dello sfondo delle microonde cosmiche.

L’ESA sta attualmente sviluppando la missione Euclid, che dovrebbe volare entro la fine del decennio. Euclide studierà la materia oscura e l’energia oscura con maggiore precisione, tracciandone la distribuzione e l’evoluzione attraverso l’universo.

“Al centro della missione è una delle domande di miliardi di sterline della fisica”, ha detto David Parker dell’ESA in una dichiarazione.,

Domande cosmologiche comuni

Che cosa è venuto prima del Big Bang?
A causa della natura chiusa e finita dell’universo, non possiamo vedere “al di fuori” del nostro universo. Lo spazio e il tempo sono iniziati con il Big Bang., Mentre ci sono un certo numero di speculazioni sull’esistenza di altri universi, non esiste un modo pratico per osservarli, e come tale non ci sarà mai alcuna prova a favore (o contro!) loro.

Dove è avvenuto il Big Bang?
Il Big Bang non è accaduto in un singolo punto, ma invece è stata la comparsa di spazio e tempo in tutto l’intero universo in una sola volta.

Se tutte le altre galassie sembrano correre via da noi, non ci pone al centro dell’universo?,
No, perché se dovessimo viaggiare in una galassia lontana, sembrerebbe che tutte le galassie circostanti si stiano allontanando allo stesso modo. Pensa all’universo come a un pallone gigante. Se contrassegni più punti sul pallone, quindi lo fai saltare in aria, noterai che ogni punto si sta allontanando da tutti gli altri, anche se nessuno è al centro. L’espansione dell’universo funziona più o meno allo stesso modo.

Quanti anni ha l’universo?
Secondo i dati rilasciati dal team di Planck nel 2013, l’universo ha 13,8 miliardi di anni, più o meno un centinaio di milioni di anni., Planck ha determinato l’età dopo aver mappato piccole fluttuazioni di temperatura nel CMB.

“I modelli su enormi macchie di cielo ci parlano di ciò che stava accadendo sulla più piccola delle scale nei momenti immediatamente successivi alla nascita del nostro universo”, ha detto Charles Lawrence, lo scienziato del progetto statunitense per Planck, in una dichiarazione.

---