Welcome one and all! It’s time to grab your seat for the biggest battle in the soon-to-be-formed universe. That’s right— the Big Bang is about to go down! In one corner is the force that brings all matter together. It acts on any particle with mass, and its range is infinite— give it up for gravity! In the other corner, our contender can push matter away with spectacular strength. When the going gets tough, this fighter just gets tougher. That’s right, it’s pressure!
Benvenuti a tutti quanti! Accaparratevi un posto per la più grande battaglia dell’universo di là da venire! Proprio così: stiamo per assistere al Big Bang! In un angolo, la forza che fa aggregare tutta la materia. Agisce su ogni particella dotata di massa e ha un raggio infinito... un bell’applauso per la gravità! Nell’altro angolo, la sfidante: può respingere la materia con una forza straordinaria. Quando il gioco si fa duro, questa dura inizia a giocare. Proprio così, è la pressione!
Over the next several hundred thousand years, these two contenders will be wrestling for the fate of the universe. That’s right folks, the ripple effects of this historic match will shape the structure of the universe as we know it today. But what are these powers fighting over? We’ll find out when the Big Bang hits right... now!
Nel corso delle prossime centinaia di migliaia di anni, le due si sfideranno per decidere le sorti dell’universo. Proprio così, amici, le ripercussioni di questo match storico plasmeranno la struttura dell’universo come lo conosciamo oggi. Ma cosa si contendono queste forze? Lo scopriremo quando il Big Bang comincerà... adesso!
Let’s zoom in for the play-by-play.
Avviciniamoci per la telecronaca.
This epic event has brought three components into our infant universe. Dark matter, which only interacts with gravity. Baryonic matter, which makes up all matter you’ve ever seen, is affected by both gravity and pressure. And radiation composed of innumerable particles of light, also known as photons.
Questo evento epico ha portato tre elementi nel nostro neonato universo. La materia oscura, che interagisce solo con la gravità. La materia barionica, ovvero tutta la materia che abbiate mai visto, subisce sia la gravità che la pressione. E la radiazione, composta da innumerevoli particelle di luce, anche note come fotoni.
In the moments just after the Big Bang, all three components are in equilibrium, meaning no one location is denser than another. But as the universe starts expanding, differences in density start to emerge. Gravity immediately gets to work pulling matter together. Dark matter begins to collect at the center of these increasingly dense regions, forming the foundations of future galaxies.
Subito dopo il Big Bang, i tre elementi sono in equilibrio, cioè non ci sono luoghi più densi di altri. Ma con l’espansione dell’universo iniziano a emergere differenti densità. La gravità comincia subito a tenere insieme la materia. La materia oscura va raccogliendosi al centro di queste regioni sempre più dense, formando le fondamenta di future galassie.
Meanwhile, pressure begins gathering its strength. In this hot, high-energy environment, protons and electrons can’t come together to form atoms, so these loose particles zip around, freely interacting with ambient photons. The result is almost a fluid of baryonic matter and radiation. But the closer these baryonic particles get, the hotter the fluid becomes, pushing photons to ping around with incredible force. This is the power of pressure, specifically radiation pressure, battling to push things apart.
Intanto, la pressione comincia a raccogliere le forze. In questo ambiente caldo e ad altissima energia, protoni ed elettroni non possono unirsi per formare atomi, e le particelle libere vagano, interagendo con i fotoni ambientali. Il risultato è quasi un fluido di materia barionica e radiazione. Ma più le particelle barioniche si avvicinano, più il fluido si riscalda, spingendo i fotoni a sfrecciare in giro con grandissima forza. È il potere della pressione, segnatamente della pressione di radiazione: lottare per separare le cose.
With each of gravity’s vicious tugs squeezing photons and matter together, pressure exerts a forceful shove back. And as the two giants struggle, they heave this fluid back and forth— creating massive waves called baryonic acoustic oscillations. Moving at almost two thirds the speed of light these BAOs ripple across space, impacting the universe on the biggest scale imaginable. These rolling waves determine the distribution of matter throughout space, meaning that today— almost 14 billion years after this fight began— we're more likely to find galaxies at their peaks and empty space in their troughs. And that’s not all. We can still see these ripples in the background radiation of the universe, a permanent reminder of this epic brawl.
A ogni strattone della gravità che vuole stringere insieme fotoni e materia, la pressione risponde con un violento spintone. E mentre i due giganti si combattono, tirano avanti e indietro il fluido, creando enormi onde dette oscillazioni acustiche barioniche. A quasi due terzi della velocità della luce, queste oscillazioni riverberano nello spazio, incidendo sull’universo sulla più grande scala possibile. Queste onde determinano la distribuzione della materia nello spazio, quindi oggi — quasi 14 miliardi di anni dopo l’inizio di questa sfida — c’è più probabilità di trovare galassie ai loro picchi e spazio vuoto nelle loro depressioni. E non finisce qui. Possiamo ancora vedere queste onde nella radiazione cosmica di fondo, ricordo indelebile di questo scontro epico.
But after being locked in a stalemate for roughly 370,000 years, the tide of our battle finally begins to turn. After all this time, the heat from the Big Bang has dissipated significantly, cooling the universe down to a temperature at which loose electrons start to pair up with protons. Known as the “era of recombination,” this stops electrons from recklessly pinging around. This allows light to stream freely for the first time, illuminating the universe. These photons now only exert a tiny force on the neutral atoms they interact with, gradually reducing the power of pressure.
Ma dopo uno stallo durato più o meno 370.000 anni, le sorti della battaglia cominciano finalmente a rovesciarsi. Dopo tutto questo tempo, il calore del Big Bang si è sensibilmente dissipato, e la temperatura dell’universo è scesa, consentendo agli elettroni liberi di legarsi ai protoni. Quest’era, detta “della ricombinazione”, impedisce agli elettroni di schizzare in giro all’impazzata. Questo permette alla luce di fluire liberamente per la prima volta, illuminando l’universo. I fotoni ora esercitano solo una minima forza sugli atomi neutri con cui interagiscono, riducendo gradualmente il potere della pressione.
And with that, it’s time to crown our champion! The undefeated force, the most pervasive power in the universe: it’s gravity! And yet, this rivalry isn’t over. A similar battle continues between these two sworn enemies today, within every single star. As gravity pulls a star’s gas inward, pressure increases and pushes the matter back outward. This push and pull keeps the Sun, and all other stars, stable for billions of years. In fact, this clash of the titans is the same reason Earth’s atmosphere doesn’t collapse to the ground. So while their greatest fight might have ended, these two warriors are still to be locked in combat— even as a new challenger approaches.
E con questo, è tempo di incoronare la nostra campionessa! La forza imbattuta, il potere più pervasivo dell’universo: la gravità! Ma la rivalità non finisce qui. Una battaglia simile tra queste nemiche giurate continua ancora oggi in tutte le stelle. Se la gravità trascina verso l’interno il gas della stella, la pressione aumenta e spinge di nuovo la materia verso l’esterno. Questo tira e molla mantiene il Sole e tutte le altre stelle stabili per miliardi di anni. Di fatto, è proprio grazie a questo scontro tra titani che l’atmosfera della Terra non collassa al suolo. La loro più grande battaglia sarà anche finita, ma queste due guerriere non interrompono il loro combattimento... anche se una nuova sfidante si avvicina. [ENERGIA OSCURA]