Vorrei sapere che significa che “dopo i primi istanti dal Big Bang la materia cosmica (plasma) si raffredda” ??? Presumo che il “raffreddarsi” sia dovuto esclusivamente alle interazioni nucleari forti che rallentano la velocità delle particelle formando i primi nuclei (…è così?) Inoltre, tale raffreddamento come è conciliabile col 2° Principio della Termodinamica? In effetti in questo caso il sistema è “effettivamente isolato”. Vorrei sapere, infine, se è possibile interpretare la temperatura di fondo di 3 gradi Kelvin dell’Universo, misurabile dal Fondo Cosmico a Microonde (CMB), non come residuo termico (ovvero cinetico) dell’esplosione primigenia (che in teoria potrebbe non essersi mai verificata), bensì come conseguenza di tutti i fenomeni di trasformazione dell’energia dell’universo, in accordo al sopracitato 2° Principio.

In sostanza
mi domandi a cosa sia dovuto il raffreddamento dell’universo. Per raffreddamento
si intende realmente il diminuire della energia cinetica delle particelle
con il tempo. Questo fenomeno, pero’, non e’ dovuto alla possibilie presenza
di reazioni fra le particelle stesse, ma proprio all’espansione dell’universo.
In pratica, a seconda dei vari casi che puoi studiare, c’e’ una relazione
precisa fra temperatura e dimensione dell’universo. Puoi visualizzare
la cosa immaginando l’espansione di un involucro contenente del gas ed
osservando che espandendosi il gas si raffredda. In questo caso l’energia
cinetica si perde perche’ si tramuta in lavoro necessario a compiere l’espansione.
Il caso dell’universo presenta delle analogie ma non e’ completamente
la stessa cosa in quanto l’universo si espande “contro se stesso” vincendo
la forza attrattiva della gravita’ di tutte le sue componenti.

Anche per
quanto riguarda la relazione tra il raffreddamento e il secondo principio
della termodinamica, qui vale la considerazione svolta nella risposta
alla domanda precedente.
Il raffreddamento non va inteso come un’irraggiamento dell’universo stesso
verso “qualcosa” al di fuori. Ma semplicemente come il risultato del lavoro
necessario per compiere l’espansione.

Quanto
alla radiazione cosmica di fondo, in linea di principio la sua esistenza
non implica necessariamente che sia avvenuto nel passato un big-bang.
Possono essere proposte diverse spiegazioni che in varie maniere prevedono,
o non escludono, la presenza di una radiazione diffusa. Fino ad ora, tuttavia,
tutti questi tentativi si sono rivelati infruttuosi in quanto il teorizzare
un determinato fenomeno che potesse spiegare la radiazione cosmica poi
ne implicava altri che invece non venivano osservati o, addirittura, potevano
essere completamente esclusi dalle osservazioni gia’ effettuate.
La tua domanda e’ in realta’ assolutamente pertinente, solo che dovrebbe
essere definita meglio in quanto, semplicemente, il descrivere la radiazione
di fondo come residuo termico dell’esplosione non e’ affatto in contrasto
con il 2° principio della termodinamica! E quindi, in un certo senso,
la risposta alla tua domanda e’ positiva, dal momento che e’ possibile
pensare ad altri meccanismi che spieghino il fondo cosmico, ma allo stesso
tempo e’ in un certo senso inconclusiva proprio perche’ la spiegazione
che fa riferimento al big-bang e’ anch’essa in accordo con tale principio
fondamentale.
Cio’ che rende il big-bang lo scenario di riferimento per la maggior parte
degli scienziati odierni e’ il fatto che simultanemente e’ in grado di
prevedere e spiegare le osservazioni di tipo cosmologico fino ad ora effettuate.
Allo stato attuale in realta’ e’ l’unico scenario in grado di ottenere
questi risultati senza ipotesi aggiuntive piu’ o meno artificiose. Se
dai un’occhiata alle seguenti pagine (http://www.merate.mi.astro.it/~covino/cosmo/cosmo.html)
c’e’ la traccia di un intervento divulgativo che ho effettuato su questi
temi qualche tempo fa e che sviluppa in maggiore dettaglio queste tematiche.