Il nostro universo potrebbe essere una gigante ciambella tridimensionale

Il nostro universo potrebbe essere finito e avere la forma di una sorta di gigante ciambella tridimensionale. La scoperta è di un team di astrofisici dei quali fa parte Thomas Buchert, dell’Università di Lione. Esaminando la luce dell’universo primordiale gli scienziati hanno dedotto che il nostro cosmo può essere chiuso su se stesso in tutte e tre le dimensioni come fosse un donut. Sarebbe quindi finito e, secondo i risultati dell’analisi, potrebbe essere solo circa tre o quattro volte più grande dei limiti dell’universo osservabile, a circa 45 miliardi di anni luce di distanza.

La forma a ciambella dell’universo

Per spiegare l’universo i fisici usano la relatività generale di Einstein che, in un contesto cosmologico, collega i contenuti dell’intero cosmo, ossia materia oscura, energia oscura, materia regolare, radiazione e tutto il resto, alla sua forma geometrica complessiva. Per decenni, gli astronomi hanno discusso sulla natura del nostro universo chiedendosi se fosse piatto, chiuso o aperto. Gli universi piatti e aperti continuerebbero a espandersi per sempre, mentre un universo chiuso finirebbe per collassare su se stesso.

Numerose osservazioni, in particolare del fondo cosmico a microonde, ovvero il lampo di luce rilasciato quando il nostro universo aveva solo 380.000 anni, hanno stabilito che viviamo in un universo piatto. Le linee parallele rimangono parallele e il nostro universo continuerà a espandersi. Ma alla geometria si deve unire la topologia che è il modo in cui le forme possono cambiare mantenendo le stesse regole geometriche. Per esempio se prendiamo un pezzo di carta disteso, ha la forma piatta, ma possiamo arrotolarlo a forma di cilindro. Anche i cilindri sono geometricamente piatti e possono essere collegati, unendo le estremità opposte, a forma di ciambella.

Le misurazioni dell’universo, finora, si sono focalizzate sulla geometria tralasciando la tolopogia e così non ci dicono se il nostro universo è multiconnesso. Nel caso lo fosse, potremmo sapere che è finito e potremmo arrivare anche a misurarne il volume totale. La ricerca degli astrofisici dell’Università di Ulm in Germania e dell’Università di Lione in Francia ha esaminato il fondo cosmico a microonde e, nello specifico, le perturbazioni nella sua temperatura. Se una o più dimensioni nel nostro universo dovessero riconnettersi con se stesse, le perturbazioni non potrebbero essere più grandi della distanza attorno a quei circuiti.

Dalle mappe realizzate con satelliti come il WMAP della NASA e Planck dell’ESA si è osservata un’interessante quantità di perturbazioni mancanti su larga scala. Buchart e il suo team hanno quindi esaminato se quelle perturbazioni mancanti potessero essere dovute a un universo multiconnesso e hanno scoperto che un universo multiconnesso, circa tre o quattro volte più grande del nostro spazio osservabile, corrispondeva meglio ai dati del fondo cosmico a microonde. Anche se i risultati sono ancora preliminari, gli effetti strumentali potrebbero spiegare le fluttuazioni mancanti su larga scala e farebbero pensare che il nostro universo possa avere la forma di una gigantesca ciambella.

Intanto in Cile è stata fotografata una galassia a spirale più vecchia dell’universo che potrebbe spiegare come si sono formati i sistemi stellari, come la Via Lattea.

Stefania Bernardini