Dal vuoto quantistico
al buio cosmico: storia
della vita dell’universo

Negli anni Venti del secolo scorso l’astronomo Edwin Hubble, osservando le galassie, si rende conto che queste si stanno allontanando da noi, e che più sono distanti più rapidamente sembrano allontanarsi, come se l’intero tessuto dello spazio si stesse stirando. Rivoluziona così la visione cosmologica dell’epoca (che voleva l’universo statico ed eterno), dimostrando che in realtà l’universo è in perenne espansione, e deve aver avuto un’origine in cui era più piccolo, più denso e più caldo. Negli anni Sessanta poi, Robert Wilson e Arno Penzias, sperimentando un’antenna radio per comunicazioni satellitari, scoprono accidentalmente la radiazione cosmica di fondo, la debole eco fossile emessa quando l’universo aveva appena 380.000 anni, che ci restituisce l’immagine dell’universo bambino e ci permette di misurarne le primissime disomogeneità, i semi da cui sarebbero nate galassie e ammassi. Diversi decenni dopo, nel 1998, i gruppi di Saul Perlmutter, Brian Schmidt e Adam Riess, studiando supernovae lontanissime, si accorgono che la loro luminosità è più debole del previsto, e ne deducono che l’universo non solo si sta espandendo, ma lo sta facendo sempre più rapidamente. Una misura sperimentale dopo l’altra siamo riusciti a tracciare la storia dell’universo, discriminando tra diverse proposte teoriche, senza però figurarci il racconto completo. Diversi indizi sperimentali suggeriscono la necessità di ampliare il quadro teorico attuale, ancora affollato di interrogativi e ipotesi, e noi abbiamo provato a navigarlo con Antonio Riotto, fisico teorico insignito nel 2018 del Buchalter Cosmology Prize per i suoi contributi innovativi alla cosmologia.

Intervista ad Antonio Riotto, professore di fisica teorica e direttore del dipartimento di fisica all’Università di Ginevra, insignito del Buchalter Cosmology Prize 2018 per i suoi contributi innovativi alla cosmologia

Antonio Riotto è attualmente professore di fisica teorica e direttore del dipartimento di fisica all’Università di Ginevra. Si occupa di cosmologia, della fisica dei buchi neri e delle onde gravitazionali. In passato è stato postdoc nel gruppo di cosmologia del Fermilab di Chicago, CERN fellow a Ginevra, dirigente di ricerca presso l’INFN e ricercatore nella divisione teorica del CERN. È stato insignito nel 2018 del Buchalter Cosmology Prize per i suoi contributi innovativi alla cosmologia.

Come ha avuto origine l’universo?

Non lo sappiamo con certezza, ma esistono diverse ipotesi. La più accreditata è che circa 14 miliardi di anni fa l’universo sia emerso dal nulla, come risultato di una fluttuazione quantistica del vuoto – un concetto su cui torneremo più avanti – che avrebbe prodotto una variazione di energia sufficiente ad avviare l’espansione cosmica. Oppure, un’altra possibilità è che l’universo sia eterno, che non abbia origine, e che quello che vediamo tornando indietro nel tempo e che pensiamo essere la sua origine non sia altro che la fine di un’altra epoca, di un universo che si è espanso e poi contratto, per poi espandersi di nuovo. Sfortunatamente, nessuna di queste ipotesi è verificabile sperimentalmente. Stando infatti alla visione cosmologica moderna, subito dopo la sua fase iniziale, l’universo avrebbe attraversato un periodo di espansione molto accelerata, detta inflazione, che in una frazione di secondo ne ha aumentato il volume in maniera esponenziale, cancellando qualsiasi informazione preesistente. Non possiamo più risalire al contenuto dell’universo prima del periodo inflazionario; per questo motivo, oggi il termine “big bang” viene usato – un po’ impropriamente – per indicare la fase di transizione tra l’inflazione e il momento in cui l’universo ha incominciato a riempirsi di un bagno termico, il cosiddetto brodo primordiale.

RICERCA

COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI

RICONOSCIMENTI

SCUOLA

COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI

RICERCA

SCUOLA

INFRASTRUTTURE

GRANT

Mostra: Lumen. Strumenti e Storie | Ferrara delle Scienze

Mostra: Modelli. Il sapere in 3 dimensioni

Se non riesci a visualizzare correttamente il messaggio sottostante, vai qui

Se ricevi questa newsletter senza esserti iscritto, significa che sei stato aggiunto a un elenco di destinatari potenzialmente interessati, oppure sei un dipendente o un affiliato INFN. Se non desideri più ricevere la newsletter e non sei un dipendente o affiliato INFN, puoi disiscriverti inviando una mail a  grafica@lists.infn.it.

Particle Chronicle © 2025 INFN

Archivio Newsletter

INFN - UFFICIO COMUNICAZIONE - Piazza dei Caprettari, 70 - 00186 Roma
www.infn.it - news@lists.infn.it 

REDAZIONE 
Coordinamento  Martina Galli;
Progetto e contenuti Martina Bologna, Cecilia Collà Ruvolo, Eleonora Cossi,
Francesca Mazzotta, Antonella Varaschin;
Design e coordinamento tecnico Francesca Cuicchio; ICT service SSNN INFN