Cronologia delle teorie cosmologiche - Timeline of cosmological theories

Questa cronologia di teorie e scoperte cosmologiche è una registrazione cronologica dello sviluppo della comprensione del cosmo da parte dell'umanità negli ultimi due millenni e più. Le moderne idee cosmologiche seguono lo sviluppo della disciplina scientifica della cosmologia fisica .

Pre-1900

C. XVI secolo a.C. - La cosmologia mesopotamica ha una Terra piatta e circolare racchiusa in un oceano cosmico .
C. 15 ° 11 ° secolo aC - Il Rigveda di induismo ha alcuni inni cosmologici, soprattutto verso la fine del libro 10 , in particolare il Nasadiya Sukta che descrive l'origine del universo , proveniente dalla monistico Hiranyagarbha o "Golden Egg". La materia primordiale rimane manifesta per 311,04 trilioni di anni e non manifesta per un'uguale durata. L'universo rimane manifesto per 4,32 miliardi di anni e non manifesto per la stessa lunghezza. Innumerevoli universi esistono simultaneamente. Questi cicli hanno e dureranno per sempre, guidati dai desideri.
VI secolo a.C. - La mappa del mondo babilonese mostra la Terra circondata dall'oceano cosmico, con sette isole disposte attorno ad essa in modo da formare una stella a sette punte. La cosmologia biblica contemporanea riflette la stessa visione di una Terra piatta e circolare che nuota sull'acqua e sovrastata dalla solida volta del firmamento a cui sono fissate le stelle.
VI-IV secolo a.C. - I filosofi greci, già da Anassimandro , introducono l'idea di universi multipli o addirittura infiniti. Democrito ha inoltre precisato che questi mondi variavano in distanza, dimensioni; la presenza, il numero e la grandezza dei loro soli e lune; e che sono soggetti a collisioni distruttive. Sempre durante questo periodo, i greci stabilirono che la terra fosse sferica anziché piatta.
4 ° secolo aC - Aristotele propone un universo centrato sulla Terra in cui la Terra è stazionaria e il cosmo (o universo) è finito in estensione ma infinito nel tempo. Tuttavia, altri come Filolao e Iceta rifiutarono il geocentrismo. Platone sembra aver sostenuto che l'universo ha avuto un inizio, ma Aristotele e altri hanno interpretato le sue parole in modo diverso.
IV secolo a.C. – De Mundo – Cinque elementi, situati in sfere in cinque regioni, essendo il minore in ogni caso circondato dal maggiore – vale a dire, terra circondata da acqua, acqua da aria, aria da fuoco e fuoco da etere – compongono l'intero Universo.
III secolo a.C. – Aristarco di Samo propone un universo incentrato sul Sole
III secolo a.C. – Archimede nel suo saggio The Sand Reckoner , stima che il diametro del cosmo sia l'equivalente in stadi di quelli che chiamiamo due anni luce
2 ° secolo aC - Seleuco di Seleucia elabora l'universo eliocentrico di Aristarco, utilizzando il fenomeno delle maree per spiegare l'eliocentrismo
II secolo d.C.-5o secolo d.C.- La cosmologia giainista considera il loka, o universo , come un'entità increata, esistente dall'infinito, la forma dell'universo simile a un uomo in piedi con le gambe divaricate e il braccio appoggiato sulla vita. Questo Universo, secondo il giainismo , è ampio in alto, stretto al centro e ancora una volta diventa ampio in basso.
C. 2 ° secolo aC-3 ° secolo dC - Nella cosmologia indù , i Manusmriti (1,67-80) e i Purana descrivono il tempo come ciclico, con un nuovo universo (pianeti e vita) creato da Brahma ogni 8,64 miliardi di anni. L'universo viene creato, mantenuto e distrutto entro un periodo kalpa (giorno di Brahma ) che dura 4,32 miliardi di anni, ed è seguito da un periodo pralaya (notte) di parziale dissoluzione della stessa durata. In alcuni Purana (ad es. Bhagavata Purana ), viene descritto un ciclo di tempo più ampio in cui la materia ( mahat-tattva o grembo universale ) viene creata dalla materia primordiale ( prakriti ) e dalla materia radice ( pradhana ) ogni 622,08 trilioni di anni, da cui nasce Brahma . Gli elementi dell'universo sono creati, usati da Brahma e completamente dissolti all'interno di un maha-kalpa (vita di Brahma ; 100 dei suoi anni di 360 giorni) della durata di 311.04 trilioni di anni contenenti 36.000 kalpa (giorni) e pralaya (notti) , ed è seguito da un periodo di maha-pralaya di completa dissoluzione della stessa durata. I testi parlano anche di innumerevoli mondi o universi.
II secolo d.C. - Tolomeo propone un universo centrato sulla Terra, con il Sole, la Luna e i pianeti visibili che ruotano attorno alla Terra
V secolo (o prima) - Gli antichi testi buddisti parlano di "centinaia di migliaia di miliardi, innumerevoli, innumerevoli, illimitati, incomparabili, incalcolabili, indicibili, inconcepibili, incommensurabilmente, inspiegabilmente molti mondi" a est e "infiniti mondi nei dieci indicazioni".
V-XI secolo - Diversi astronomi propongono un universo incentrato sul Sole, tra cui Aryabhata , Albumasar e Al-Sijzi
VI secolo - Giovanni Filopono propone un universo finito nel tempo e si oppone all'antica nozione greca di universo infinito
VII secolo - Il Corano dice nel capitolo 21: Versetto 30 - "Coloro che non hanno creduto non hanno considerato che i cieli e la terra erano un'entità unita, e li abbiamo separati ... "
IX-XII secolo - Al-Kindi (Alkindus), Saadia Gaon (Saadia ben Joseph) e Al-Ghazali (Algazel) sostengono un universo che ha un passato finito e sviluppano due argomenti logici contro la nozione di un passato infinito, uno dei quali è poi adottato da Immanuel Kant
964 – Abd al-Rahman al-Sufi (Azophi), un astronomo persiano , fa le prime osservazioni registrate della Galassia di Andromeda e della Grande Nube di Magellano , le prime galassie diverse dalla Via Lattea ad essere osservate dalla Terra, nel suo Libro di Stelle fisse
XII secolo - Fakhr al-Din al-Razi discute la cosmologia islamica , rifiuta l'idea di Aristotele di un universo centrato sulla Terra e, nel contesto del suo commento al versetto coranico , "Ogni lode appartiene a Dio, Signore dei mondi ," propone che l'universo abbia più di "millemila mondi al di là di questo mondo in modo tale che ognuno di quei mondi sia più grande e più massiccio di questo mondo, oltre ad avere le stesse caratteristiche di questo mondo". Sosteneva che esiste uno spazio esterno infinito oltre il mondo conosciuto e che potrebbe esserci un numero infinito di universi.
13 ° secolo - Nasīr al-Dīn al-Tūsī fornisce la prima prova empirica per la rotazione della Terra sul suo asse
XV secolo - Ali Qushji fornisce prove empiriche per la rotazione della Terra sul proprio asse e rifiuta le teorie stazionarie della Terra di Aristotele e Tolomeo
XV-XVI secolo - Nilakantha Somayaji e Tycho Brahe propongono un universo in cui i pianeti orbitano attorno al Sole e il Sole orbita attorno alla Terra, noto come sistema ticonico
1543 – Niccolò Copernico pubblica il suo universo eliocentrico nel suo De revolutionibus orbium coelestium
1576 – Thomas Digges modifica il sistema copernicano rimuovendo il suo bordo esterno e sostituendo il bordo con uno spazio illimitato pieno di stelle
1584 – Giordano Bruno propone una cosmologia non gerarchica, in cui il Sistema Solare Copernicano non è il centro dell'universo, ma piuttosto un sistema stellare relativamente insignificante , tra una moltitudine infinita di altri
1610 – Johannes Kepler usa il cielo notturno scuro per sostenere un universo finito
1687 – Le leggi di Sir Isaac Newton descrivono il movimento su larga scala in tutto l'universo
1720 – Edmund Halley propone una prima forma del paradosso di Olbers
1729 – James Bradley scopre l' aberrazione della luce , dovuta al moto della Terra attorno al Sole.
1744 – Jean-Philippe de Cheseaux propone una prima forma del paradosso di Olbers
1755 – Immanuel Kant afferma che le nebulose sono in realtà galassie separate, indipendenti e esterne alla Via Lattea ; li chiama universi insulari .
1785 – William Herschel propone la teoria che il nostro Sole sia al centro o vicino alla galassia .
1791 – Erasmus Darwin scrive la prima descrizione di un universo ciclico in espansione e in contrazione nel suo poema The Economy of Vegetation
1826 – Heinrich Wilhelm Olbers espone il paradosso di Olbers
1837 – Dopo oltre 100 anni di tentativi infruttuosi, Friedrich Bessel , Thomas Henderson e Otto Struve misurano la parallasse di alcune stelle vicine; questa è la prima misurazione di qualsiasi distanza al di fuori del Sistema Solare.
1848 – Edgar Allan Poe offre la prima soluzione corretta al paradosso di Olbers in Eureka: A Prose Poem , un saggio che suggerisce anche l'espansione e il collasso dell'universo
1860 – William Huggins sviluppa la spettroscopia astronomica ; mostra che la nebulosa di Orione è per lo più composta da gas, mentre la nebulosa di Andromeda (in seguito chiamata Galassia di Andromeda ) è probabilmente dominata dalle stelle.

1900-1949

1905 – Albert Einstein pubblica la Teoria della Relatività Speciale , postulando che spazio e tempo non sono separati continua
1912 – Henrietta Leavitt scopre la legge periodo-luminosità per le stelle variabili Cefeidi , che diventa un passaggio cruciale nella misurazione delle distanze di altre galassie.
1915 – Albert Einstein pubblica la Teoria della Relatività Generale , mostrando che una densità di energia deforma lo spaziotempo
1917 – Willem de Sitter deriva una cosmologia statica isotropa con una costante cosmologica , così come una cosmologia in espansione vuota con una costante cosmologica, chiamata universo di de Sitter
1920 – Il dibattito Shapley-Curtis , sulle distanze dalle nebulose a spirale, si svolge allo Smithsonian
1921 – Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (NRC) pubblica la trascrizione ufficiale del Dibattito Shapley-Curtis
1922 – Vesto Slipher riassume le sue scoperte sui redshift sistematici delle nebulose a spirale
1922 – Alexander Friedmann trova una soluzione alle equazioni di campo di Einstein che suggerisce un'espansione generale dello spazio
1923 – Edwin Hubble misura le distanze da alcune nebulose a spirale vicine (galassie), la Galassia di Andromeda (M31), la Galassia del Triangolo (M33) e NGC 6822 . Le distanze li collocano molto al di fuori della nostra Via Lattea e implicano che le galassie più deboli sono molto più distanti e che l'universo è composto da molte migliaia di galassie.
1927 – Georges Lemaître discute l'evento di creazione di un universo in espansione governato dalle equazioni di campo di Einstein. Dalle sue soluzioni alle equazioni di Einstein, prevede la relazione distanza-redshift.
1928 – Howard P. Robertson menziona brevemente che le misurazioni del redshift di Vesto Slipher combinate con le misurazioni della luminosità delle stesse galassie indicano una relazione redshift-distanza
1929 – Edwin Hubble dimostra la relazione lineare redshift-distanza e quindi mostra l'espansione dell'universo
1933 – Edward Milne nomina e formalizza il principio cosmologico
1933 – Fritz Zwicky mostra che l' ammasso di galassie Coma contiene grandi quantità di materia oscura. Questo risultato concorda con le misurazioni moderne, ma è generalmente ignorato fino agli anni '70.
1934 – Georges Lemaître interpreta la costante cosmologica come dovuta a un'energia del vuoto con un'insolita equazione di stato fluida perfetta
1938 – Paul Dirac suggerisce l' ipotesi dei grandi numeri , che la costante gravitazionale possa essere piccola perché sta decrescendo lentamente con il tempo
1948 – Ralph Alpher , Hans Bethe ( "in contumacia" ) e George Gamow esaminano la sintesi degli elementi in un universo in rapida espansione e raffreddamento, e suggeriscono che gli elementi sono stati prodotti dalla cattura rapida di neutroni
1948 – Hermann Bondi , Thomas Gold e Fred Hoyle propongono cosmologie allo stato stazionario basate sul principio cosmologico perfetto
1948 – George Gamow predice l'esistenza della radiazione cosmica di fondo a microonde considerando il comportamento della radiazione primordiale in un universo in espansione

1950–1999

1950 – Fred Hoyle conia il termine "Big Bang", dicendo che non era derisorio; era solo un'immagine sorprendente intesa a evidenziare la differenza tra questo e il modello dello stato stazionario.
1961 – Robert Dicke sostiene che la vita basata sul carbonio può sorgere solo quando la forza gravitazionale è piccola, perché questo è quando esistono stelle in fiamme; primo uso del principio antropico debole
1963 – Maarten Schmidt scopre il primo quasar ; questi presto forniscono una sonda dell'universo a sostanziali spostamenti verso il rosso.
1965 – Hannes Alfvén propone l'ormai scontato concetto di ambiplasma per spiegare l' asimmetria barionica e sostiene l'idea di un universo infinito.
1965 – Martin Rees e Dennis Sciama analizzano i dati relativi al conteggio delle sorgenti dei quasar e scoprono che la densità dei quasar aumenta con il redshift.
1965 – Arno Penzias e Robert Wilson , astronomi dei Bell Labs, scoprono la radiazione di fondo a microonde di 2,7 K , che vale loro il Premio Nobel per la Fisica nel 1978 . Robert Dicke , James Peebles , Peter Roll e David Todd Wilkinson lo interpretano come una reliquia del big bang.
1966 – Stephen Hawking e George Ellis mostrano che ogni plausibile cosmologia relativistica generale è singolare
1966 – James Peebles mostra che il caldo Big Bang predice la corretta abbondanza di elio
1967 - Andrei Sakharov presenta i requisiti per bariogenesi , un barione - antibaryon asimmetria dell'universo
1967 – John Bahcall , Wal Sargent e Maarten Schmidt misurano la suddivisione della struttura fine delle righe spettrali in 3C191 e mostrano quindi che la costante della struttura fine non varia significativamente nel tempo
1967 – Robert Wagner , William Fowler e Fred Hoyle mostrano che il Big Bang caldo predice la corretta abbondanza di deuterio e litio
1968 – Brandon Carter ipotizza che forse le costanti fondamentali della natura debbano trovarsi in un raggio ristretto per consentire l'emergere della vita; primo utilizzo del principio antropico forte
1969 – Charles Misner presenta formalmente il problema dell'orizzonte del Big Bang
1969 – Robert Dicke presenta formalmente il problema della planarità del Big Bang
1970 – Vera Rubin e Kent Ford misurano le curve di rotazione delle galassie a spirale a grandi raggi, mostrando prove di quantità sostanziali di materia oscura .
1973 - Edward Tryon propone che l'universo possa essere una fluttuazione del vuoto meccanica quantistica su larga scala in cui l'energia di massa positiva è bilanciata dall'energia potenziale gravitazionale negativa
1976 – Alex Shlyakhter utilizza i rapporti di samario dal reattore preistorico a fissione nucleare naturale di Oklo in Gabon per dimostrare che alcune leggi della fisica sono rimaste invariate per oltre due miliardi di anni
1977 – Gary Steigman , David Schramm e James Gunn esaminano la relazione tra l'abbondanza di elio primordiale e il numero di neutrini e affermano che possono esistere al massimo cinque famiglie di leptoni .
1980 – Alan Guth e Alexei Starobinsky propongono indipendentemente l' universo inflazionario del Big Bang come una possibile soluzione ai problemi di orizzonte e piattezza.
1981 – Viatcheslav Mukhanov e G. Chibisov propongono che le fluttuazioni quantistiche potrebbero portare a una struttura su larga scala in un universo inflazionistico .
1982 – Viene completata la prima indagine sul redshift della galassia CfA.
1982 – Diversi gruppi tra cui James Peebles , J. Richard Bond e George Blumenthal propongono che l'universo sia dominato dalla materia oscura fredda .
1983-1987 – Davis, Efstathiou, Frenk e White gestiscono le prime grandi simulazioni al computer della formazione di strutture cosmiche. I risultati mostrano che la materia oscura fredda produce una ragionevole corrispondenza con le osservazioni, ma la materia oscura calda no.
1988 – La Grande Muraglia CfA2 viene scoperta nel sondaggio redshift CfA2.
1988 – Le misurazioni dei flussi galattici su larga scala forniscono prove per il Grande Attrattore .
1990 - I risultati preliminari da NASA 's COBE missione confermano la radiazione cosmica di fondo ha un corpo nero spettro per un una parte sorprendente in 10 ⁵ precisione, eliminando così la possibilità di un modello integrato proposto starlight per lo sfondo da appassionati di stato stazionario.
1992 – Ulteriori misurazioni COBE scoprono la piccolissima anisotropia del fondo cosmico a microonde , fornendo una "immagine infantile" dei semi di una struttura su larga scala quando l'universo era circa 1/1100 della sua dimensione attuale e aveva 380.000 anni.
1996 – Viene rilasciato il primo Hubble Deep Field , che fornisce una visione chiara di galassie molto distanti quando l'universo aveva circa un terzo della sua età attuale.
1998 – Viene pubblicata per la prima volta la prova controversa della costante di struttura fine che varia durante la vita dell'universo.
1998 – Il Supernova Cosmology Project e High-Z Supernova Search Team scoprono l'accelerazione cosmica basata sulle distanze delle supernove di tipo Ia , fornendo la prima prova diretta di una costante cosmologica diversa da zero .
1999 – Le misurazioni della radiazione cosmica di fondo a microonde con una risoluzione più fine rispetto a COBE, (in particolare dall'esperimento BOOMERanG vedi Mauskopf et al., 1999, Melchiorri et al., 1999, de Bernardis et al. 2000) forniscono prove di oscillazioni (il primo picco acustico) nello spettro angolare di anisotropia , come previsto nel modello standard di formazione della struttura cosmologica. La posizione angolare di questo picco indica che la geometria dell'universo è quasi piatta.

Dal 2000

2001 – Il 2dF Galaxy Redshift Survey (2dF) di un team australiano/britannico ha fornito una forte evidenza che la densità della materia è vicina al 25% della densità critica. Insieme ai risultati della CMB per un universo piatto, questo fornisce prove indipendenti di una costante cosmologica o di un'energia oscura simile .
2002 – Il Cosmic Background Imager (CBI) in Cile ha ottenuto immagini della radiazione cosmica di fondo a microonde con la più alta risoluzione angolare di 4 minuti d'arco. Ha anche ottenuto lo spettro di anisotropia ad alta risoluzione non coperto prima fino a l ~ 3000. Ha riscontrato un leggero eccesso di potenza ad alta risoluzione (l > 2500) non ancora completamente spiegato, il cosiddetto "CBI-eccesso".
2003 – La sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) della NASA ha ottenuto immagini dettagliate dell'intero cielo della radiazione cosmica di fondo a microonde. Le immagini possono essere interpretate per indicare che l'universo ha 13,7 miliardi di anni (con un errore dell'1%) e sono molto coerenti con il modello Lambda-CDM e le fluttuazioni di densità previste dall'inflazione .
2003 – Viene scoperta la Grande Muraglia di Sloan .
2004 – Il Degree Angular Scale Interferometer (DASI) ha ottenuto per la prima volta lo spettro di polarizzazione E-mode della radiazione cosmica di fondo a microonde.
2005 – Lo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e il redshift 2dF hanno entrambi rilevato la caratteristica di oscillazione acustica del barione nella distribuzione delle galassie, una previsione chiave dei modelli di materia oscura fredda .
2006 – Vengono pubblicati i risultati WMAP a tre anni , che confermano l'analisi precedente, correggendo diversi punti e includendo i dati di polarizzazione .
2009–2013 – Planck , un osservatorio spaziale gestito dall'Agenzia spaziale europea (ESA), ha mappato le anisotropie della radiazione cosmica di fondo a microonde , con maggiore sensibilità e piccola risoluzione angolare.
2006–2011 – Misure migliorate da WMAP , nuove indagini su supernova ESSENCE e SNLS e oscillazioni acustiche barioniche da SDSS e WiggleZ , continuano ad essere coerenti con il modello Lambda-CDM standard .
2014 – Gli astrofisici della collaborazione BICEP2 annunciano il rilevamento di onde gravitazionali inflazionarie nello spettro di potenza B-mode , che se confermato, fornirebbe chiare prove sperimentali per la teoria dell'inflazione . Tuttavia, a giugno è stata segnalata una diminuzione della fiducia nella conferma dei risultati dell'inflazione cosmica .
2016 – LIGO Scientific Collaboration e Virgo Collaboration annunciano che le onde gravitazionali sono state rilevate direttamente da due rilevatori LIGO . La forma d'onda corrispondeva alla previsione della relatività generale per un'onda gravitazionale emanata dalla spirale interna e dalla fusione di una coppia di buchi neri di circa 36 e 29 masse solari e il successivo "ringdown" del singolo buco nero risultante. Il secondo rilevamento ha verificato che GW150914 non è un colpo di fortuna, aprendo così un intero nuovo ramo dell'astrofisica, l'astronomia delle onde gravitazionali .
2019 – La Event Horizon Telescope Collaboration pubblica l'immagine del buco nero al centro della Galassia M87 . Questa è la prima volta gli astronomi hanno sempre catturato l'immagine di un buco nero , che dimostra ancora una volta l'esistenza dei buchi neri e, quindi, aiuta a verificare Einstein 's teoria della relatività generale . Ciò è stato fatto utilizzando l' interferometria a base molto lunga .
2020 - Fisico Lucas Lombriser della Università di Ginevra presenta un possibile modo di conciliare le due significativamente differenti determinazioni della costante di Hubble , proponendo la nozione di un circostante vasto "bolla" , 250 milioni di anni luce di diametro, che è la metà della densità di il resto dell'universo.
2020 — Gli scienziati pubblicano uno studio che suggerisce che l'Universo non si sta più espandendo alla stessa velocità in tutte le direzioni e che quindi l' ipotesi dell'isotropia ampiamente accettata potrebbe essere sbagliata. Sebbene studi precedenti lo suggerissero, lo studio è il primo ad esaminare gli ammassi di galassie nei raggi X e, secondo Norbert Schartel, ha un significato molto maggiore. Lo studio ha trovato un comportamento direzionale consistente e forte delle deviazioni – che in precedenza sono state descritte per indicare una “crisi della cosmologia” da altri – del parametro di normalizzazione A, o la costante di Hubble H0 . Al di là delle potenziali implicazioni cosmologiche , mostra che studi che assumono una perfetta isotropia nelle proprietà degli ammassi di galassie e nelle loro relazioni di scala possono produrre risultati fortemente distorti.
2020 — Gli scienziati riferiscono di aver verificato le misurazioni 2011-2014 tramite ULAS J1120+0641 di quella che sembra essere una variazione spaziale in quattro misurazioni della costante di struttura fine , una costante fisica di base utilizzata per misurare l' elettromagnetismo tra particelle cariche, il che indica che potrebbe esserci direzionalità con costanti naturali variabili nell'Universo che avrebbe implicazioni per le teorie sull'emergere dell'abitabilità dell'Universo e sarebbe in contrasto con la teoria ampiamente accettata delle leggi naturali costanti e il modello standard della cosmologia che si basa su un Universo isotropo .

Guarda anche

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Riferimenti

Bibliografia

Bunch, Bryan e Alexander Hellemans, La storia della scienza e della tecnologia: una guida per browser alle grandi scoperte, invenzioni e alle persone che le hanno realizzate dall'alba dei tempi ad oggi . ISBN 0-618-22123-9
P. de Bernardis et al., astro-ph/0004404, Nature 404 (2000) 955-959.
Horowitz, Wayne (1998). Geografia cosmica mesopotamica . Eisenbraun . ISBN 978-0-931464-99-7.
P. Mauskopf et al., astro-ph/9911444, Astrophys. J. 536 (2000) L59-L62.
A. Melchiorri et al., astro-ph/9911445, Astrophys. J. 536 (2000) L63-L66.
A. Readhead et al., Osservazioni di polarizzazione con il Cosmic Background Imager, Science 306 (2004), 836-844.

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