tre lunghi minuti

Nessuna ingegnosità, di uomini o di alieni, può prolungare la vita per l'eternità, se non esiste realmente un'«eternità». Se l'universo può esistere solo per un tempo finito, allora l'Armageddon è inevitabile. E' indubbio che il destino ultimo dell'universo dipende dal suo peso totale. Alcune osservazioni fanno ritenere che il peso dell'universo sia molto vicino al limite critico fra l'espansione eterna e il collasso finale. Qualora l'universo dovesse, da ultimo, cominciare a contrarsi, le esperienze di qualunque essere senziente sarebbero molto particolari.
I primi stadi della contrazione cosmologica non saranno affatto minacciosi. Come una palla che abbia raggiunto il culmine della sua traiettoria parabolica, l'universo comincerà a contrarsi molto lentamente. Supponiamo per il momento che il punto più alto venga raggiunto in un tempo di cento miliardi di anni: una grande quantità di stelle brillerà ancora nel cielo, e i nostri discendenti potranno seguire i moti delle galassie con telescopi ottici, osservando gli ammassi galattici ritrarsi lentamente e poi cominciare a cadere gli uni sugli altri. Le galassie che vediamo oggi saranno, a quell'epoca, quattro volte più lontane. A causa della più lunga età dell'universo, gli astronomi saranno in grado di spingere il loro sguardo circa dieci volte più lontano di quanto possiamo fare oggi, e i loro universi osservabili includeranno molte più galassie di quelle visibili nella nostra epoca cosmica.

Il fatto che la luce impieghi molti miliardi di anni per attraversare il cosmo significa che, fra cento miliardi di anni, gli astronomi non vedranno la contrazione per un tempo molto lungo. Essi noteranno dapprima che le galassie relativamente vicine si avvicinano, in media, più spesso di quanto non si allontanino, ma la luce proveniente dalle galassie lontane apparirà ancora spostata verso il rosso. Solo dopo decine di miliardi di anni risulterà evidente una contrazione sistematica. Più facilmente riconoscibile sarà una sottile variazione della temperatura di quel residuo del Big Bang che è la radiazione cosmica di fondo. Questa radiazione di fondo ha attualmente una temperatura di circa tre gradi al di sopra dello zero assoluto (3°K) e si raffredda via via che l'universo si espande. In cento miliardi di anni la temperatura sarà discesa fino a circa 1°K. Essa precipiterà quando l'espansione avrà toccato il punto più alto: non appena avrà inizio la contrazione, la temperatura comincerà a salire di nuovo e ritornerà a 3°K quando l'universo, contraendosi, avrà raggiunto la densità che ha oggi. Ci vorranno, per questo, altri cento miliardi di anni: l'ascesa e la caduta dell'universo sono approssimativamente simmetriche nel tempo.
L'universo non collasserà dal giorno alla notte. Per decine di miliardi di anni i nostri discendenti saranno in grado di vivere bene la loro vita, anche dopo l'inizio della contrazione. La situazione non sarà, tuttavia, così rosea se la svolta dovesse avvenire dopo un tempo molto più lungo, per esempio fra un trilione di trilioni di anni. In tal caso, le stelle si saranno spente prima che l'espansione cosmica abbia toccato il culmine, e ogni superstite dovrà affrontare, in gran parte, gli stessi problemi che sono posti da un universo in continua espansione.
Quale che sia il momento, misurato in anni a partire da oggi, nel quale avverra la svolta, dopo lo stesso numero di anni l'universo avrà riacquistato le sue proporzioni odierne. Ma il suo aspetto sarà molto diverso. Anche se la svolta dovesse avvenire fra cento miliardi di anni, vi saranno molti più buchi neri e molte meno stelle di oggi. I pianeti abitabili saranno tenuti in grande considerazione.
Nel tempo che l'universo impiegherà per ritornare alle sue presenti proporzioni, esso si contrarrà molto velocemente dimezzando le sue dimensioni in circa tre miliardi e mezzo di anni e accelerando sempre più questo processo. Il bello comincerà, tuttavia, dopo circa dieci miliardi di anni dalla svolta allorché l'aumento di temperatura della radiazione cosmica di fondo sarà diventato una seria minaccia. Quando la temperatura fosse arrivata a circa 300°K, un pianeta come la Terra troverebbe difficoltà a liberarsi dal calore; comincerebbe a riscaldarsi in modo continuo. Dapprima si scioglierebbero le calotte polari e i ghiacciai, poi comincerebbero a evaporare gli oceani.
Quaranta milioni di anni più tardi, la temperatura della radiazione cosmica di fondo raggiungerebbe la temperatura media odierna della Terra. Pianeti simili alla Terra diventerebbero del tutto inospitali. Naturalmente, la nostra Terra avrebbe già subìto tale destino, perché il Sole, espandendosi, sarebbe diventato una gigante rossa; ma per i nostri discendenti non vi sarebbe alcun altro luogo dove andare, alcun rifugio sicuro. La radiazione cosmica riempirebbe l'intero universo. Tutto lo spazio avrebbe una temperatura di 200°K, destinata ad aumentare ancora. Gli astronomi che si fossero adattati a quelle torride condizioni di vita, o avessero creato degli ecosistemi refrigeranti per ritardare la propria cottura, vedrebbero l'universo collassare a velocità vertiginosa, dimezzando le sue dimensioni ogni pochi milioni di anni. Le galassie ancora esistenti non sarebbero più riconoscibili, perché si sarebbero ormai fuse tra loro. Invece, rimarrebbe ancora una grande quantità di spazio vuoto: le collisioni fra singole stelle sarebbero rare.
Le condizioni dell'universo, nel suo progressivo avvicinarsi alla fase finale, diventerebbero sempre più simili a quelle che prevalsero poco dopo il Big Bang. L'astronomo Martin Rees ha compiuto uno studio escatologico del cosmo. Applicando i princìpi generali della fisica, egli ha disegnato uno scenario degli stadi finali del collasso. Alla fine, la radiazione cosmica di fondo diventerà così intensa che il cielo notturno brillerà di una cupa luce rossa. L'universo si trasformerà in una gigantesca fornace cosmica che brucerà ogni fragile forma di vita, dovunque essa possa nascondersi, e spoglierà i pianeti della loro atmosfera. A poco a poco, la luce rossa si trasformerà in gialla e poi in bianca, finché l'implacabile radiazione termica diffusa in tutto l'universo minaccerà l'esistenza stessa delle stelle. Incapaci di irradiare all'esterno la loro energia, le stelle accumuleranno al proprio interno un calore sempre maggiore e alla fine esploderanno. Lo spazio si riempirà di gas incandescente (il plasma), brillando di luce sempre più fiammeggiante e diventando sempre più caldo.
Via via che la velocità del cambiamento aumenta le condizioni diventano sempre più estreme. L'universo comincia a mostrare. notevoli cambiamenti dopo centomila anni, poi dopo mille, pOi dopo cento anni, accelerando il suo moto verso la catastrofe totale. La temperatura aumenta fino a raggiungere milioni,poi miliardi di grad. La materia che oggi occupa vaste regioni dello spazio si restringe in minuscoli volumi. La massa di una galassia occupa uno spazio di soli pochi anni-luce di diametro.
 
Scoccano gli ultimi tre minuti.

La temperatura, infine, aumenta a un punto tale che gli stessi nuclei atomici si disintegrano. La materia si riduce a un brodo uniforme di particelle elementari. L'opera del Big Bang e di generazioni di stelle che hanno creato gli elementi chimici pesanti viene disfatta in un tempo inferiore a quello che occorre per leggere questa pagina. I nuclei atomici - le strutture stabili che esistono forse da trilioni di anni - vengono inesorabilmente frantumati. A eccezione dei buchi neri, tutte le altre strutture finiscono con l'essere annientate. L'universo presenta un aspetto di elegante, e sinistra, semplicità. Gli restano solo pochi secondi di vita.
Mentre il cosmo collassa sempre più velocemente, la temperatura aumenta senza limiti a un ritmo sempre più frenetico. La materia viene compressa così fortemente che i protoni e i neutroni non esistono più in quanto tali: esiste solo un brodo di quark. E il collasso diventa ancora più rapido.
La scena è ormai pronta per la catastrofe cosmica finale che si verifica pochi microsecondi dopo. I buchi neri cominciano a fondersi gli uni con gli altri; le loro regioni interne differiscono ben poco dallo stato di collasso generale dell'universo. Esse sono ormai mere regioni spazio-temporali che sono arrivate alla fine pochissimo tempo prima e sono ora raggiunte dal resto del cosmo.
Negli istanti finali la gravità diventa la forza dominante in senso assoluto, che schiaccia inesorabilmente la materia e lo spazio, La curvatura dello spazio-tempo aumenta in modo sempre più rapido. Sempre più vaste regioni dello spazio vengono compresse entro volumi sempre più piccoli. Secondo la teoria convenzionale, l'implosione diventa infinitamente forte schiacciando tutta la materia e annientando ogni realtà fisica compresi lo spazio e il tempo, in una singolarità spazio-temporale.

È la fine.

Il Big Crunch, nella misura in cui siamo in grado di intenderlo, non è soltanto la fine della materia. È la fine di tutto. Poiché il tempo stesso finisce al momento del Big Crunch, è privo di significato domandarsi che cosa possa accadere dopo, così come è privo di significato chiedersi che cosa accadeva prima del Big Bang. Non esiste nessun «dopo» nel quale possa accadere alcunché: non vi è nessun tempo neppure per l'inattività, nessuno spazio neppure per il vuoto. Un universo nato dal nulla al momento del Big Bang scomparirà nel nulla al momento del Big Crunch: dei suoi gloriosi zilioni di anni di vita non resterà neppure il ricordo.

Liberamente tratto da: "Gli ultimi tre minuti" di Paul Davies