Quali sono le teorie sulla creazione dell'universo in fisica?

Sono state enunciate varie teorie su come l'universo si sia originato ed evoluto. Vediamo innanzitutto l'ipotesi ormai più accreditata, che è quella del Big Bang.

• IL BIG BANG

L'attuale fase di espansione dell'Universo ci conduce a ritroso all'evento famoso del Big bang, cioè alla sua nascita. Ma come è nato l'universo partendo da questo evento iniziale?
Anche se molte ipotesi sulle fasi di vita dell'universo-almeno nei primi istanti- sono ancora oggetto di studio, e molto probabilmente verranno riviste nei prossimi anni, esse sono state ricostruite soprattutto per via teorica.

La storia dell'Universo inizia praticamente subito dopo questo grande evento del Big Bang, circa 10^(-43) secondi dopo: questo intervallo di tempo è chiamato "tempo di Planck" e ciò che è accaduto prima di esso è sconosciuto, in quanto soggetto alle leggi di indeterminazione (che derivano dalla meccanica quantistica).
Tra 10^(-43) e 10^(-23) secondi di vita l'Universo attraversa la cosiddetta "fase adronica" sulla quale si possono fare solo supposizioni. Si tratta infatti di studiare la materia adronica, composta cioè da adroni, particelle pesanti formate da più quark assieme. Si devono considerare le proprietà corpuscolari e ondulatorie della materia assieme, sempre secondo il principio di indeterminazione quantistico, che ci dice di considerare la posizione di particelle con un margine di incertezza  corrispondente alla lunghezza d'onda della particella, o di Compton (che corrisponde alle dimensioni dell'universo a 10^(-23)secondi ).
Nel tempo tra 10^(-23) e 10^(-4) secondisi può parlare di un'era adronica con temperature circa di 1000 miliardi di gradi! I fotoni iniziano a creare le prime coppie di particelle pesanti, i barioni e le loro anti-particelle, gli antibarioni. Tuttavia, le alte densità e le alte temperature fanno sì che questa materia si annichili creando altri fotoni ad altissima energia. 
Bisogna considerare che una frazione di adroni riesce a sfuggire all'annichilazione e a portare avanti la creazione di tutta la materia. Questo accade perchè probabilmente l'abbondanza di materia era di poco superiore a quella della corrispettiva antimateria. (Perchè?? E' un grande interrogativo su cui è incentrato lo studio attuale della storia dell'universo. Cosa ha causato questa disparità tra materia e antimateria? ..)
Successivamente, in una fase sempre inferiore di vari ordini di grandezza al secondo, iniziano a nascere i primi leptoni, particelle leggere come gli elettroni e i positroni, che vengono anche creati dai fotoni portanti minore energia.
Siamo nei primi secondi di vita dell'Universo: vi sono coppie protoni-antiprotoni, positroni-elettroni, neutroni-antineutroni che gravitano in un "mare" di fotoni con energia sempre minore. Infatti, secondo la celebre relazione fornita da Einstein nella sua teoria della relatività, E=mc^2, per scriverla in maniera semplice (abbiamo omesso un fattore gamma di fondamentale importanza quando si trattano sistemi in moto), l'energia va diminuendo assieme alla massa: allora fotoni ad energia minore vanno creando particelle con massa sempre inferiore. 
L'espansione dell'Universo continua: nelle prime ore la temperatura si abbassa enormemente, passando ad un valore di circa 100 milioni di gradi e permettendo processi come la nucleosintesi (processo primordiale che avviene ancora oggi all'interno delle stelle, in particolari condizioni di temperatura e pressione, e che permette la formazione di tutti gli elementi chimici fino al Ferro). Con la nucleosintesi si formano i primi nuclei atomici, in particolare idrogeno ed elio, che sono anche gli elementi più abbondanti tutt'ora in giro per l'Universo! E' questa infatti una prova di fondamentale importanza. Si stima che la quantità di elio in questi primi momenti di vita del cosmo fosse il 25% del totale; ebbene ancora oggi in varie stelle riscontriamo tale percentuale di elio!
Continuando nella storia di evoluzione fornita dal Big Bang, i successivi 700 mila anni sono "statici" fino a che si ragigunge una temperatura di circa 3000 gradi Kelvin. In tale contesto, si iniziano a combinare atomi di idrogeno ed elio, la materia diventa trasparente  e la radiazione inizia a sfuggire nello spazio, proseguendo un suo cammino diverso rispetto a quello della materia. L'espansione continua inesorabilmente assieme al calo della temperatura, 2.7 gradi Kelvin al giorno d'oggi. Il gas ormai freddo si comporta secondo le leggi del gas a bassa densità. I nuclei più pesanti, come accennato, si formano per effetto delle reazioni termonucleari nel nucleo delle stelle. Seguendo il percorso di vita della stella poi, si può osservare come tali elementi vengano letteralmente espulsi per lo spazio nel momento di morte del corpo celeste. Da tutto ciò si formano i vari corpi che oggi popolano l'Universo. 
Potremmo stare ancora un po' a discutere lo stato attuale e soprattutto le varie teorie che ipotizzano il futuro dell'Universo. Dedicheremo probabilmente a tutto ciò un articolo a parte.
Sono comunque aperti interrogativi sulla teoria del Big Bang, che hanno portato a sviluppare altre teorie.

• IL BIG BOUNCE

Anche se la teoria del Big Bang è molto accreditata nella comunità scientifica, alcune ipotesi hanno portato ad immaginare addirittura cosa sia accaduto PRIMA del Big Bang. 
In alcuni modelli si suppone che l'Universo si stesse contraendo prima del momento "zero". Oggi sappiamo che è in espansione, ma se fosse vera l'ipotesi della contrazione primordiale, allora il Big Bang è solo un momento di evoluzione del cosmo.
Certo, un momento cruciale, perchè rappresenterebbe il punto in cui la contrazione diventa un'espansione (perchè? cosa ha determinato tutto questo?). Una chiave per rispondere a questo è la dimensione dell'Universo in quegli istanti, ma anche l'irregolarità della materia, come detto precedentemente.
Alcuni ricercatori hanno ipotizzato un "modello oscillatorio della densità di materia" : si tratta di studiare appunto la densità di materia a scale cosmologiche e vedere se ci sono oscillazioni di densità. E' proprio la scoperta di tali variazioni che potrebbe dirci se effettivamente ci sia stata solo una esplosione ed espansione, o se siamo costretti eternamente a questo gioco di "contrazione-espansione" per l'eternità.

Oggi possiamo soltanto che essere grati del lavoro svolto dai nostri predecessori, tra i quali spiccano i nomi di Einstein, di Hubble, di Planck, per averci fornito la strada su cui lavorare per lo studio della storia dell'Universo. Sono stati svolti passi da gigante nell'ultimo secolo, abbiamo trovato delle informazioni e delle prove che ci rimandano a questa teoria, ormai unica, del Big Bang. La stessa scoperta delle onde gravitazionali, pochi anni fa, è una conferma di quanto sia stato accurato e perspicace il lavoro di Einstein.
Tuttavia, ancora sono aperte molte domande. Dobbiamo ancora trovare prove , informazioni, elaborare strumenti sempre più potenti ed in grado di andare a scavare a fondo, osservare sempre più lontano, e quindi osservare sempre più indietro nel tempo.