La teoria cosmologica del plasma fu proposta da Hannes Alfven negli anni 60 del secolo scorso.
Una breve ma puntuale descrizione della cosmologia proposta da Alfven si può trovare in questa precedente risposta.
In breve, poiché l’universo è costituito per la maggior parte di plasma (materia ionizzata nelle stelle e nel mezzo interstellare) e poiché la forza elettromagnetica risulta essere molto più intensa di quella gravitazionale, sembra difficile poter trascurare l’effetto di tale forza anche su scale cosmologiche.
Lo stesso Alfven aveva dimostrato il necessario influsso del campo magnetico nella formazione del sistema solaree la presenza di un campo magnetico galattico, diverso dalla sovrapposizione dei campi magnetici delle singole stelle.
A partire da questi risultati, alcuni scettici del Big Bang hanno visto delle possibilità di confutarlo sulla base di alcuni risultati osservativi non del tutto chiariti:
- la presenza di superammassi di galassie, e quindi di dismogeneità, che, se formate solo per gravità, avrebbero impiegato ben più dell’età dell’universo proposta dalla teoria del Big Bang
- la densità troppo bassa della materia visibile, che non spiega la struttura dell’universo stesso, e quindi l’introduzione della materia oscura e poi dell’energia oscura
Con la teoria del plasma, infatti,
- l’universo non ha alcuna origine, ma è continuamente in evoluzione e viene caratterizzato da fenomeni catastrofici dovuti alla collisione di materia e antimateria, ma sempre all’interno di un quadro generale statico, per cui il BIg Bang non sarebbe l’origine dell’universo ma solo una di queste esplosioni, particolarmente potente
- oltre alla gravità, anche correnti elettriche e campi magnetici caratterizzano le strutture su larga scala, fornendo le forze necessarie che con la gravità sono spiegabili solo con la materia oscura
Inoltre per Alfven, la cosmologia deve basarsi solo sulle osservazioni dirette, dato che i fenomeni che avvengono nell’universo sono sempre gli stessi, nel tempo e nello spazio Il comportamento del plasma è lo stesso ovunque: dai laboratori allo spazio intergalattico.
Infatti lo studio partì dalle aurore boreali, osservando che i campi elettromagnetici possono concentrare la materia assai più efficacemente della gravità poiché le correnti producono dei plasmi filamenti che si muovono lungo le linee di un campo magnetico.
Al centro del filamento gli elettroni fluiscono in linea retta, generando un campo magnetico nel quale si muovono gli elettroni periferici, che a loro volta generano un altro campo. Il risultato finale è un moto elicoidale che "strizza" il filamento
In tempi sufficientemente lunghi possono aver formato tutte le strutture dell’universo.
Esperimenti di laboratorio (Peratt, 1979) sostengono di avere osservato la formazione di minuscole galassie in plasmi percorsi da correnti molto intense.
Nell’universo queste correnti sarebbero prodotte dai campi magnetici estremamente potenti presenti nelle strutture:
- nel sistema solare i brillamenti trasferiscono anche momento angolare e contribuiscono alla formazione dei pianeti
- nella galassia lo stesso processo di formazione, guidato dal campo galattico, porta alla formazione dei sistemi planetari
- la galassia si muove nello spazio, dove si troverebbe un campo magnetico intergalattico; si generano enormi campi elettrici, si formano così sistemi di correnti nel piano galattico e lungo l’asse di rotazione, spiegando anche le radiogalassie
Questo è quanto sostengono i sostenitori della teoria (Eric J. Lerner, The Big Bang never happened) che sono però spesso così vicini alle pseudo scienze da risultare poco affidabili. L’estremizzazione è quella dell’Universo elettrico in cui tutto viene spiegato con cause di natura elettrica.
A sostegno del Big Bang (e della teoria inflazionaria) ci sono alcune prove osservative (maggiori notizie in questa precedente risposta:
- la radiazione di fondo (con i risultati di Boomerang e COBE prima, e di WMAP poi, restando in attesa di Planck), ovvero la radiazione a 3 Kelvin che permea tutto l’universo e che dovrebbe essere il residuo del disaccoppiamento tra materia e radiazione avvenuto dopo il Big Bang
- l’elio cosmologico, ovvero la composizione chimica dell’universo
- la recessione delle galassie, la soluzione del Paradosso di Olbers
- la Legge di Hubble
Naturalmente, i problemi aperti sono diversi, e la teoria viene continuamente raffinata, ma la costruzione è coerente e riesce a spiegare alcuni problemi (soprattutto grazie all’inflazione):
- densità dei monopoli magnetici
- l’orizzonte
- anisotropia dell’universo su scale medie e piccole
La cosmologia del Big Bang è quella che viene maggiormente studiata, anche perché ha superato diversi momenti critici, con .
I risultati di Planck e del Large Hadron Collider (in costruzione al CERN) potrebbero collegarla anche alla Teoria delle stringhe, inserendola in una Teoria del tutto.
In realtà la teoria, discussa fino alla metà degli anni ’90 del XX secolo, anche con alcune pubblicazioni sulle riviste del settore (Astrophysics and Space Science), proprio per le prove che le si oppongono è stata sostanzialmente abbandonata dalla comunità scientifica
Le prove a suo favore infatti non sono state ritenute sufficienti:
- il solo risultato osservato è la presenza di superstrutture galattiche (le galassie sono organizzate in strutture più o meno filamentose, lasciando spazi vuoti tra esse) spiegabili anche con altre teorie cosmologiche, compresa quella del Big Bang)
- il modello teorico non è abbastanza sviluppato da consentire simulazioni numeriche comparabili con le osservazioni
- non spiega il lensing gravitazionale, spiegabile solo con la presenza di materia oscura
- la nucleosintesi degli elementi leggeri senza Big Bang dovrebbe produrre un universo con emissioni molto forti di raggi X e gamma, mai osservati
- non spiega i risultati di COBE per la radiazione di fondo
- non si osservano annichilazioni materia-antimateria che dovrebbero far parte del modello di universo guidato dal plasma
- non spiega il redshift osservato
- se le cariche fossero in moto in modo coerente, si dovrebbe osservare una radiazione diffusa fortemente polarizzata, almeno localmente, essendo sostanzialmente una radiazione di sincrotrone, mentre le misure che osserviamo per la radiazione di fondo non lo sono
Breve bibliografia e approfondimenti (per lo più in lingua inglese)
Eric J. Lerner, The Big Bang never happened
Los Alamos Laboratories e le sue further readings (scaricabili)
www.plasmacosmology.net : un sito ovviamente di parte
Plasma cosmology (wikipedia)
Confutazione delle tesi di E.J. Lerner, e sua risposta