Cenni al Modello del Big Bang, Inflazione e Materia Oscura

“Cosmologia” dal greco antico κoσµoς 'kosmos', ’ordine’, e λoγoς' , 'logos', ’discorso’. Questa tesi di laurea ha come scopo l’esposizione dei principali risultati scientifici ottenuti nell’ambito della cosmologia, scienza che si può definire come lo studio dell’universo inteso nella sua totalità e nei suoi inizi. Gli studi cosmologici si basano sulla caratteristica dell'universo di essere omogeneo e isotropo, quando considerato come un'unica entità. Si può fare l'analogia con l'osservazione dell'oceano da un punto in cui non si scorga la terraferma. Guardando in basso, è possibile notare l'esistenza di strutture complesse come la schiuma del mare. Tuttavia, se si spinge lo sguardo oltre le onde più lontane, si scorge solamente un'omogeneità che si estende per molte miglia, fino all'orizzonte. I cosmologi, inoltre, dipendono dalle osservazioni più che dagli esperimenti; non sono capaci di modificare le condizioni in cui si trova l'oggetto in studio, ma possono puntare i telescopi verso oggetti lontani, catturando effettivamente istantanee del passato. Nei capitoli a seguire verrà discusso dell’espansione dell’universo e della radiazione cosmologica di fondo, quali evidenze osservative che hanno portato lo sviluppo del nuovo modello cosmologico ΛCDM, basato sulla teoria della Relatività Generale ideata dal fisico Albert Einstein nel 1915. Verranno proposte alcune criticità di questa teoria che potranno essere risolte attraverso l'introduzione dell'inflazione cosmologica. Successivamente verranno affrontate le fasi principali della nascita dell’universo, a partire dall’era di Planck fino alla nucleosintesi primordiale. Si porrà particolarmente attenzione all'origine dell'elio, il secondo elemento più abbondante nel cosmo. Infine si esaminerà la questione della materia oscura, della quale non ne conosciamo ancora la composizione, ma siamo in grado di vederne gli effetti gravitazionali sulla materia ordinaria.