Universo a grande scala
Espressione usata per indicare le caratteristiche dell’Universo quando considerato su distanze dell’ordine delle decine di mega parsec (Mpc). Ricordiamo che un parsec (parallasse secondo) è pari a 3,08×1016 m, ovvero a ca. 30.000 miliardi di chilometri (più di 200.000 volte la distanza tra Terra e Sole), e un mega parsec a un milione di parsec. L’Universo a grande scala è caratterizzato da una struttura gerarchica: le stelle si trovano in ammassi (cluster) di stelle, che a loro volta compongono le galassie. Le galassie sono poi organizzate in ammassi di galassie, che possono raggiungere diametri compresi tra uno e più di 10 Mpc. Il più vicino a noi è l’ammasso della Vergine, composto da 2500 galassie e con diametro di 3 Mpc. Gli ammassi di galassie sono raccolti in quella che è la più grande struttura a noi nota: il super-ammasso (supercluster). Si tratta di strutture delle dimensioni di varie centinaia di Mpc, separate da regioni di spazio vuoto con diametri fino a 60 Mpc. La Via Lattea (la nostra galassia) fa parte di un cluster al centro del quale si trova l’ammasso della Vergine. Un altro esempio di supercluster è il Grande muro (o muraglia): consiste di più di 2000 galassie, è lungo 160 Mpc, largo 60 e spesso 5. L’Universo può essere considerato omogeneo solo alla scala dei superammassi e la spiegazione dell’origine delle disomogeneità (gli ammassi medesimi) è uno dei principali problemi aperti della cosmologia. Già l’esistenza di ammassi di galassie, infatti, non può in alcun modo essere attribuita al caso o considerata un fenomeno temporaneo. Per questo si ritiene che tutte queste strutture si siano formate a partire dal gas primordiale che riempiva l’Universo nelle prime fasi del suo sviluppo. Le fluttuazioni nella densità di quest’ultimo avrebbero innescato meccanismi di collasso gravitazionale, provocando la formazione di galassie e ammassi di galassie e spiegando in questo modo le sorprendenti irregolarità nella distribuzione della materia nell’Universo noto. Tuttavia, si ritiene che l’Universo stesso sia in realtà troppo giovane (ovvero un tempo troppo piccolo sia passato dal momento del big bang) perché simili processi possano avere avuto luogo, un’osservazione all’origine dell’ipotesi che ad accelerare il collasso sia stata la materia oscura. Questa nuova forma di materia (che interagirebbe solo attraverso la forza gravitazionale) non è mai stata osservata direttamente, ma la sua presenza sembrerebbe confermata da molteplici osservazioni indirette condotte negli ultimi anni.
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