L’espansione dell’universo è una delle idee più controintuitive della cosmologia moderna. Se lo spazio stesso si sta allungando, come possono ancora le galassie scontrarsi? Questa domanda si pone spesso perché sembra contraddittoria: non dovrebbe andare tutto in pezzi? La realtà è più sfumata. Le collisioni avvengono perché l’espansione domina solo su scala più ampia e la gravità esercita ancora una potente influenza a livello locale.
L’universo in espansione: un malinteso
L’immagine popolare dell’universo che si espande come un’esplosione – con le galassie che si muovono attraverso lo spazio – è fuorviante. L’espansione non riguarda le galassie che si allontanano l’una dall’altra; riguarda lo spazio stesso in espansione. Immagina un metro flessibile che si estende da uno a due metri. I punti più distanti si muovono più velocemente, mentre i punti più vicini si muovono più lentamente. Questo è esattamente ciò che accade nell’universo: le galassie più distanti si allontanano più velocemente, un fenomeno che possiamo misurare.
Ad esempio, una galassia distante 10 megaparsec (32,6 milioni di anni luce) si allontana a circa 700 km/sec, mentre un megaparsec si allontana a soli 70 km/sec. Nonostante questa rapida espansione, le galassie possono ancora superarla grazie alla pura velocità.
La gravità locale prevale sull’espansione
La galassia di Andromeda fornisce un chiaro esempio. Sebbene sia distante 2,5 milioni di anni luce, non si sta allontanando. Invece, si sta dirigendo verso la Via Lattea a una velocità di circa 110 km/sec. Questo perché entrambe le galassie sono legate gravitazionalmente all’interno del Gruppo Locale: la loro gravità reciproca travolge l’espansione dell’universo.
Lo stesso principio si applica alle galassie all’interno degli ammassi. La gravità combinata li tiene insieme, resistendo alla spinta dell’espansione verso l’esterno. Di conseguenza, queste galassie possono interagire, fondersi e scontrarsi per miliardi di anni, nonostante l’espansione del cosmo attorno a loro.
La gravità piega lo spaziotempo
La teoria della relatività generale di Einstein spiega perché questo funziona. La gravità non è solo una forza; è una distorsione dello spaziotempo. Gli oggetti massicci deformano il tessuto dell’universo, facendo curvare gli oggetti vicini verso di loro. In un sistema strettamente legato, la gravità domina, impedendo l’espansione all’interno di quella regione. Lo spazio si espande attorno al cluster, ma non al suo interno.
Ciò significa che se due galassie si avvicinano abbastanza da vicino, la gravità le attirerà insieme, indipendentemente dallo sfondo in espansione. Proprio per questo motivo la Via Lattea e Andromeda sono destinate a scontrarsi tra circa otto miliardi di anni.
L’energia oscura e il futuro
La storia diventa più strana perché l’espansione non è costante. Nel 1998, gli astronomi hanno scoperto che l’espansione sta accelerando, guidata da una forza misteriosa chiamata energia oscura. Se l’energia oscura si comportasse in un certo modo, anche lo spazio all’interno delle regioni delimitate potrebbe espandersi. Lo scenario più estremo, il “grande strappo”, suggerisce che alla fine ogni struttura, dalle galassie alle molecole, verrà distrutta da un’espansione inarrestabile.
Tuttavia, la natura dell’energia oscura rimane sconosciuta. Il grande strappo è solo uno dei possibili destini. Il futuro dell’universo e il destino delle galassie in collisione rimangono incerti.
In conclusione, le galassie si scontrano perché la gravità domina ancora localmente, prevalendo sull’espansione dell’universo su scale più piccole. Questa interazione dinamica tra gravità ed espansione consente alle strutture di formarsi, evolversi e infine scontrarsi, anche se il cosmo continua ad espandersi verso l’esterno.
