No, l’universo non ha un centro. E questa non è un’affermazione filosofica, ma una delle conclusioni più controintuitive e rivoluzionarie della cosmologia moderna. Rob Coyne, professore di fisica all’Università del Rhode Island ed esperto di relatività generale, spiega perché cercare un “centro” dell’universo è come cercare il centro della superficie di una mongolfiera: non esiste.
Questa comprensione sfida il nostro senso comune, ma è supportata da oltre un secolo di osservazioni astronomiche e dalle fondamenta della relatività generale di Einstein, che ha trasformato il nostro modo di concepire lo spazio, il tempo e la materia.
Perché l’universo non ha un centro: spiegazione semplice e scientifica
L’idea di un universo senza centro nasce da una delle scoperte più significative della fisica moderna: l’espansione dell’universo. Nel XX secolo, Edwin Hubble osservò che le galassie si stanno allontanando le une dalle altre, un’evidenza che ha portato a formulare il concetto di universo in espansione. Ma attenzione: non sono le galassie a muoversi nello spazio, è lo spazio stesso che si espande.
Per visualizzare questa idea, Coyne utilizza un esempio efficace: immagina di disegnare dei puntini su un palloncino e poi gonfiarlo. I puntini si allontanano l’uno dall’altro, non perché si muovono, ma perché la superficie su cui si trovano si estende. Allo stesso modo, le galassie non viaggiano in uno spazio vuoto: è lo spazio-tempo stesso che si dilata.
La relatività generale e lo spazio-tempo: un’unica realtà
Uno dei concetti chiave per comprendere l’assenza di un centro nell’universo è quello di spazio-tempo. Secondo Einstein, non esistono uno “spazio” e un “tempo” separati, ma un’unica entità a quattro dimensioni che si deforma in presenza di massa ed energia.
Questo significa che non esiste un punto privilegiato da cui l’universo è partito o verso cui sta andando. Ogni punto nello spazio può essere visto come “centrale”, perché l’espansione dell’universo avviene in modo omogeneo e isotropo. Come spiega la NASA in una delle sue guide divulgative (fonte), “non c’è nessun centro dell’universo, proprio come non c’è un bordo”.
La falsa intuizione del “centro”: come la nostra mente ci inganna
Il motivo per cui è così difficile accettare che l’universo non abbia un centro è legato alla nostra esperienza quotidiana. Viviamo in un mondo tridimensionale, in cui tutto ha un inizio, una fine e una posizione centrale. Ma quando si parla di cosmologia, queste regole non si applicano più.
Coyne sottolinea che uno degli ostacoli principali alla comprensione dell’universo è proprio il nostro modo di pensare limitato dalla percezione umana. Per esempio, tendiamo a immaginare l’universo come un’enorme sfera che si espande da un punto preciso, come se fosse esploso da una “bomba cosmica”. Ma questo è un errore di prospettiva. Il Big Bang non è avvenuto in un punto dello spazio, ma in ogni punto dello spazio contemporaneamente.
L’analogia del palloncino: utile ma con dei limiti
Il professor Coyne utilizza l’analogia del palloncino per rendere comprensibile il concetto di espansione. Tuttavia, riconosce anche i suoi limiti. In particolare, mentre la superficie del palloncino è bidimensionale, l’universo ha tre dimensioni spaziali più una temporale. E non esiste un “esterno” del palloncino nel nostro universo reale. Non possiamo andare “fuori” dall’universo per osservarlo da fuori.
Questo significa che non esiste un osservatore privilegiato, né un punto di riferimento assoluto. Come scrive anche l’ESA (European Space Agency), “ogni punto nell’universo può essere considerato come se fosse al centro, perché l’espansione appare la stessa in tutte le direzioni”.
L’universo visibile e l’illusione del centro
Spesso si parla di “universo osservabile”, che rappresenta la porzione dell’universo che possiamo vedere, limitata dalla velocità della luce e dall’età dell’universo (circa 13,8 miliardi di anni). Questo può far pensare erroneamente che ci troviamo al centro dell’universo, ma è solo un’illusione ottica causata dalla nostra posizione di osservatori. Ogni osservatore, ovunque si trovi, percepirà l’universo in modo simile.
Secondo il Carnegie Science Institute, non c’è nulla di speciale nella nostra posizione nell’universo. Il concetto di “centro” non si applica a una struttura in cui ogni punto è equivalente agli altri.
Cosa fa espandere l’universo?
La domanda successiva è: perché lo spazio si espande? La risposta attuale della fisica punta a un concetto chiamato energia oscura, una forma di energia misteriosa che rappresenta circa il 70% dell’universo e che agisce come una forza repulsiva su larga scala. Ma la vera natura dell’energia oscura rimane sconosciuta.
L’espansione non solo continua, ma sembra accelerare. Questa accelerazione è stata confermata da osservazioni effettuate da progetti come il Supernova Cosmology Project e il Dark Energy Survey, e ha portato nel 2011 all’assegnazione del Premio Nobel per la Fisica agli scienziati che l’hanno scoperta.
Ripensare lo spazio e il tempo: una nuova visione del cosmo
Accettare che l’universo non abbia un centro né un bordo richiede un cambiamento profondo nel modo in cui pensiamo alla realtà. Non siamo al centro del cosmo, né stiamo osservando qualcosa che si espande da un punto unico. Stiamo vivendo in un tessuto spazio-temporale in espansione, dove ogni luogo è ugualmente centrale e periferico.
Come conclude Coyne: “Potremmo viaggiare in qualsiasi direzione e non troveremmo mai un centro, perché non c’è”. L’universo è ovunque, e in nessun punto in particolare.
FAQs
L’universo ha un centro?
No. L’universo si espande in tutte le direzioni in modo uniforme e non ha un punto centrale da cui è iniziata l’espansione.
Perché crediamo che debba esserci un centro?
Perché il nostro cervello è abituato a ragionare su oggetti tridimensionali che hanno centro e margini. In cosmologia, queste categorie non si applicano.
Cos’è l’universo osservabile?
È la parte dell’universo che possiamo vedere, limitata dalla distanza percorribile dalla luce in 13,8 miliardi di anni. Non coincide con l’intero universo.
Il Big Bang è avvenuto in un punto preciso?
No. Il Big Bang è avvenuto ovunque nello spazio contemporaneamente. Non ha avuto un “centro” di esplosione.
Possiamo mai vedere l’intero universo?
No. A causa dei limiti della velocità della luce e dell’espansione dello spazio, non potremo mai osservare l’intero universo.
Che cos’è lo spazio-tempo?
È la combinazione delle tre dimensioni spaziali e di quella temporale in un’unica entità, come descritto dalla teoria della relatività generale.
Che ruolo ha l’energia oscura nell’espansione dell’universo?
L’energia oscura sembra accelerare l’espansione dello spazio, ma la sua origine e natura sono ancora sconosciute.
Esistono teorie alternative alla mancanza di un centro?
Le teorie più accreditate nella cosmologia moderna concordano sulla mancanza di un centro, basandosi su osservazioni sperimentali e matematiche coerenti.
Come si studia l’espansione dell’universo?
Tramite osservazioni delle galassie, delle supernovae, della radiazione cosmica di fondo e tramite strumenti come telescopi spaziali e radiotelescopi.
Quali sono le fonti più affidabili per approfondire questi temi?
Siti come NASA, ESA, ScienceAlert e riviste come Nature e Physical Review Letters sono tra le fonti più autorevoli.
