E se il Big Bang non fosse stato l'inizio di tutto?

Devi sederti per questa.

Immagina che prima del Big Bang ci fosse già un universo. Un universo che si è contratto su se stesso per poi rimbalzare, lasciando dietro di sé delle tracce antiche che ancora oggi vagano nello spazio.

È esattamente quello che stanno proponendo alcuni ricercatori dell'Università di Portsmouth, e credimi — è una delle idee più affascinanti che mi siano capitate sotto gli occhi ultimamente.

La storia che ci hanno sempre raccontato

Da quasi un secolo sentiamo sempre la stessa storia. Circa 13,8 miliardi di anni fa, tutto ciò che esiste è esploso verso l'esterno a partire da un punto infinitamente caldo e denso. Il Big Bang. Fine della storia.

E non fraintendermi, è una storia convincente. Spiega la radiazione cosmica di fondo, prevede come le galassie si distribuiscono nello spazio, e ha superato ogni test che gli scienziati le hanno sottoposto.

Ma il problema è che questo modello non spiega davvero tutto. Non sappiamo cosa abbia innescato l'espansione iniziale. Non capiamo bene cosa sia successo durante l'inflazione, quella fase di crescita ultra-rapida. E forse la cosa più grande: non abbiamo idea di cosa sia realmente la materia oscura.

La materia oscura è questa sostanza invisibile che supera la materia normale di circa cinque a uno. Tiene insieme le galassie. Senza di essa, la Via Lattea non si sarebbe mai formata. Ma nessuno l'ha mai rilevata direttamente. Esiste e basta, influenza le cose attraverso la gravità, completamente nascosta ai nostri strumenti.

Cosa propongono questi ricercatori?

Il professor Enrique Gaztañaga e il suo team stanno esplorando i cosiddetti modelli di "rimbalzo cosmico". Invece di pensare che tutto sia iniziato da un singolo momento esplosivo, propongono che l'universo abbia attraversato una fase precedente di contrazione — sostanzialmente cadendo verso l'interno su se stesso — prima di rimbalzare di nuovo verso l'esterno.

Pensa al respiro. L'universo espira (Big Bang), inspira (contrazione), espira di nuovo. Noi siamo nel mezzo di un'espirazione che dura da miliardi di anni.

In questo scenario, i buchi neri di quella fase di contrazione precedente avrebbero potuto sopravvivere alla transizione. Sarebbero reliquie antiche, fossili cosmici di un universo passato, sparsi nel nostro cosmos, forse nascosti in piena vista.

E qui viene il bello: questi buchi neri primordiali potrebbero essere proprio la materia oscura.

I buchi neri come spiegazione dell'invisibile

Quello che mi piace di questa ipotesi è che lega insieme diversi fili sciolti.

Se alcuni buchi neri si sono formati prima del rimbalzo e sono sopravvissuti, avrebbero potuto influenzare la formazione delle galassie da allora. La loro gravità avrebbe aiutato a raccogliere la materia, seminando le strutture che vediamo oggi.

Ma c'è dell'altro. Altri buchi neri potrebbero essersi formati subito dopo il rimbalzo, quando gli effetti quantistici durante la transizione hanno amplificato le fluttuazioni di densità nell'universo primordiale. Questo avrebbe creato tasche di materia stranamente dense che sono collassate sotto la propria gravità più velocemente di quanto il modello standard preveda, portando a una formazione di strutture più precoce del previsto.

Il rimbalzo stesso arriva dalla fisica quantistica, tra l'altro. Man mano che le cose diventavano più dense durante la contrazione, gli effetti quantistici avrebbero generato una pressione potente che resiste alla compressione ulteriore. È la stessa fisica che impedisce alle nane bianche e alle stelle di neutroni di collassare. Applica lo stesso principio a tutto l'universo e ottieni un meccanismo naturale per il rimbalzo — nessun bisogno di invocare fisica esotica nuova per evitare la famigerata "singolarità" del Big Bang, quel punto dove la densità diventa infinita e le nostre leggi della fisica smettono di funzionare.

Perché dovresti interessarti?

So cosa stai pensando: è tutto molto teorico. Non possiamo esattamente uscire e osservare un universo pre-Big Bang.

Ma ecco perché trovo questa cosa convincente. Non stiamo parlando di speculazioni fini a se stesse. Questa ipotesi fa previsioni specifiche che potrebbero essere testate. Se i buchi neri primordiali da prima del rimbalzo esistono, dovrebbero influenzare come la materia è distribuita in modi sottili ma misurabili. Osservazioni future della radiazione cosmica di fondo e delle strutture galattiche su larga scala potrebbero rivelare le loro tracce.

E onestamente? Anche se questa idea specifica si rivelasse sbagliata, mi piace che gli scienziati stiano esplorando seriamente alternative al racconto cosmico standard. Il modello del Big Bang funziona magnificamente per molte cose, ma le sue lacune sono reali — e sono esattamente il tipo di lacune che portano a scoperte importanti quando qualcuno è abbastanza creativo da riempirle.

La materia oscura è uno dei più grandi puzzle irrisolti di tutta la fisica. L'inflazione è un altro. Se un framework di universo rimbalzante può far luce anche su uno solo di questi, per non dire su entrambi, vale la pena prestare attenzione.

L'universo potrebbe essere molto più vecchio e strano di quanto immaginassimo. E da qualche parte là fuori, antichi buchi neri potrebbero star tenendo insieme le galassie in silenzio — fossili di un cosmo che è venuto prima del nostro.

Non è incredibile?