Età dell'universo

L’età di un sistema astronomico viene generalmente definita come l’intervallo di tempo tra un evento fondamentale della sua storia e il momento in cui se ne vuole determinare l’esistenza. Per esempio, se consideriamo una stella, l’evento fondamentale è dato dalle sue prime reazioni termonucleari, se consideriamo invece l’universo, il suo evento fondamentale è il Big Bang e l’inizio dell’espansione cosmica.Un possibile modo per determinare l’età dell’universo consiste nell’osservare il suo moto di espansione, che però implica la conoscenza del parametro H (cfr. Legge di Hubble).Infatti, dopo quasi 70 anni di osservazioni, misure ed accertamenti, la costante di Hubble resta uno degli argomenti più controversi della cosmologia moderna.Ciò dipende soprattutto dal fatto che, mentre è relativamente semplice valutare dal red shift, cioè la velocità con cui si allontana un corpo luminoso, non è altrettanto facile dedurre la relativa distanza astronomica: proprio per questo l’età dell’universo è variata, anche notevolmente, dagli anni Trenta a tutt’oggi.In particolare, se H è grande, l’espansione è molto rapida; se H è piccolo, l’espansione è lenta.Di conseguenza, un universo in rapida espansione sarà più giovane di un universo che si espande più lentamente.

Un universo chiuso, cioè un universo che subisce una decelerazione a causa dell'attrazione gravitazionale fra le galassie, si deve essere espanso nel passato molto più rapidamente per raggiungere le attuali dimensioni, rispetto a un universo in espansione costante o, ancor più, a un universo sottoposto ad accelerazione.Ciò significa che un universo chiuso sarà senz'altro meno vecchio di un universo piatto, ossia un universo decelerato ... ma non abbastanza da arrestare la propria espansione, e sarà senz'altro meno vecchio di un possibile universo aperto, sottoposto ad accelerazione e destinato a espandersi all'infinito. Inoltre, se invertiamo la costante di Hubble otteniamo una dimensione temporale, che rappresenta il tempo T impiegato da una galassia che si muove alla velocità V per raggiungere l’attuale distanza R. Si ricava così il cosiddetto tempo di Hubble:

R/V = T = 1/H

  Poiché nelle prime valutazioni di Hubbe, fatte nel 1929, la costante H era considerata pari a un valore intorno a 500 Km/s per Mpc, ed essendo 1Mpc=3,08*10¹⁹ Km, dividendo questo valore per 500 si ha:

  T = 3,08*10¹⁹ / 500 = 6,16*10¹⁶s = 2*10⁹ a

  Dall’inizio dello spazio-tempo fino a oggi, ossia dal Big Bang fino alle attuali dimensioni dell’universo, dovrebbero essere trascorsi solo 2 miliardi di anni. Poiché dalle molteplici misure radioattive eseguite su rocce terrestri e su frammenti di meteoriti si era dedotto che il sistema solare ha un’età di circa 5 miliardi di anni, venne messo in crisi il valore della costante di Hubble e persino in discussione le teorie connesse con l’espansione. Solo successivamente misure più precise, fatte con tecniche telescopiche più raffinate, hanno permesso di determinare un tempo di Hubble in buon accordo con i valori generalmente assegnati all’età dell’universo e a quella degli oggetti in  esso contenuti.