universo

La struttura su grande scala dell’universo

Amedeo Balbi

In cosmologia il concetto di simmetria è fondamentale. Il suo primo ruolo è infatti quello di rendere “trattabile” un problema la cui complessità è enorme. Il principio cosmologico afferma infatti che l’universo è spazialmente omogeneo e isotropo. A partire da questo principio è stato possibile interrogarsi sulla forma dell’universo, concentrandosi su spazi massimamente simmetrici, ovvero a curvatura costante (nulla, positiva o negativa). Le osservazioni più recenti sembrano confermare il modello dell’universo “piatto”.

Ma anche le rotture di simmetria svolgono un ruolo chiave nei moderni modelli cosmologici. La teoria dell’inflazione spiega la distribuzione osservabile di materia ed energia. E sarebbe impossibile spiegare l’attuale prevalenza della materia sull’antimateria, che si suppongono generate in pari quantità dal big bang, senza immaginare una rottura di tale simmetria. Sempre a rotture spontanee di simmetria si ipotizza risalga la separazione delle quattro forze fondamentali della natura.

La simmetria costituisce anche un legame tra la fisica su larga scala e su scala subnucleare. Il modello standard prevede una ricca famiglia di particelle fondamentali che, secondo la teoria della supersimmetria, dovrebbero avere ciascuna un cosiddetto “partner supersimmetrico”. Si tratta di una delle possibilità per spiegare la quantità di materia ed energia non osservabili (materia ed energia oscura). Appare insomma evidente come il concetto di simmetria si riveli un potente strumento euristico anche in astrofisica e cosmologia.

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