Modello del Big Bang

Il modello sulla nascita dell'universo attualmente accettato è quello che viene indicato col termine di Big Bang, un termine che è venne coniato da Fred Hoyle con l'intenzione di ridicolizzare la teoria che lui non accettava. Il termine ebbe successo e col diffondersi della teoria perse l'aspetto negativo per finire con l'etichettare in modo neutro tale teoria. Tale teoria, comunque, non riesce a spiegare come fosse l'Universo prima dell'avvenimento che ne ha causato la nascita e come sarà allorché tutta l'energia presente sarà consumata.

Secondo tale modello (proposto dopo le osservazioni eseguite da Hubble) circa 10-20 miliardi di anni fa avvenne l'esplosione che dette origine all'attuale universo che, da quel momento, si è mosso in una continua espansione (secondo la legge di Hubble, 1929, si mantengono fisse le proporzioni reciproche tra le distanze delle galassie).

Al momento del Big Bang l'universo aveva volume nullo e temperatura infinita che è diminuita con il procedere dell'espansione. I primi secondi hanno determinato struttura dell'universo, che ha avuto inizio dalle sostanze più semplici (protoni, neutroni ed elettroni) in una forma dissociata. Un secondo dopo la temperatura era scesa a circa 10 miliardi di gradi e nell'universo dovevano trovarsi soprattutto fotoni, elettroni e neutrini, insieme a pochi protoni e neutroni. Due minuti dopo l'esplosione iniziale, la temperatura era scesa ad un miliardo di gradi e protoni e neutroni cominciarono ad unirsi, producendo nuclei di deuterio, i quali si combinarono con altri protoni e neutroni, formando nuclei di elio. I nuclei degli atomi che noi conosciamo si sono formati a partire da questa materia prima. Da questo momento in poi l’universo continuò ad espandersi, raffreddandosi, permettendo la formazione di zone più dense, in cui l’attrazione gravitazionale tra le particelle di materia permise la loro aggregazione e l’avvio di un moto rotatorio, che diede origine alle galassie. Con il passare del tempo si verificarono collisioni fra gli atomi che innescarono le reazioni di fusione nucleare e diedero origine alle stelle.

Modello stazionario

Questa teoria fu proposta nel 1946 da un gruppo di cosmologici (Fred Hoyle, Thomas Gold, Herman Bondi). Secondo tale modello l’universo presenta una creazione continua di materia che va a sostituire quella che si allontana a causa dell’espansione cosmica. Il ritmo con cui entra nell’universo nuova materia è tale che si può dire che la densità delle galassie rimanga invariata man mano che l’universo si espande. L’universo non ha nè inizio nè fine ed appare in media sempre uguale a se stesso. Secondo questa ipotesi i gruppi di galassie vicini a noi dovrebbero apparire simili a quelli molto lontani; la cosmologia del Big Bang, invece, prevede che, poiché le galassie si sono formate tutte molto tempo fa, quelle lontane debbano sembrare più giovani di quelle vicine, dato che la loro luce impiega più tempo per raggiungerci.

E' un modello che oggi non viene ritenuto valido, in quanto contrasta con i dati sperimentali raccolti con le osservazioni.

Modello bidirezionale.

Questa ipotesi è stata formulata dall’astronomo Thomas Gold e non trova d’accordo gran parte degli scienziati. Secondo la teoria di tale modello l’universo, che sarebbe chiuso e finito, raggiunge una dimensione massima per poi contrarsi, andando a  ripercorrere a ritroso esattamente l’evoluzione subita in fase di espansione.

Modello del Big Crunch

Questa teoria riguarda solo la fine dell'Universo in quanto afferma che allorchè l'universo avrà un'eta di circa 50.000.000 volte quella attuale (o 7.5x1017anni), arresterà la propria espansione ed inizierà, sul principio lentamente e poi in modo sempre più veloce, a collassare per diventare un punto infinitamente piccolo con temperatura e densità infinite.

Il modello non spiega cosa potrebbe poi succedere, se cioè l'universo a quel punto smetterebbe di esistere o se continuerebbe in una oscillazione tra Bibg bang e Big crunch.

Modello ciclico.

Secondo la teoria di tale modello la storia dell’universo si ripete infinitamente secondo precisi cicli.

Modello degli universi paralleli.

In questa teoria si suppone che esistono tanti universi, forse infiniti, che appaiono continuamente come bolle in un substrato cosmico primordiale in espansione e soggetto a sporadici cambiamenti. Ognuna di queste bolle, dopo essersi formata, si espande a sua volta secondo modalità dettate dalle condizioni iniziali, innescando l’evoluzione di un mondo fisico a se. Noi vivremmo in uno di questi mondi in cui si sono instaurate fra le infinite condizioni possibili, quelle giuste per farci essere come siamo. In questa visione di molti universi, il nostro non sarebbe il risultato di un singolo evento, ma solo uno dei tanti universi possibili, ciascuno retto da condizioni del tutto casuali. La convivenza di universi paralleli non è osservabile e dimostrabile, a meno che qualcuno di questi universi non interagisca in qualche modo con il nostro.