Il Big Bang è il modello cosmologico riguardante lo sviluppo e l'espansione dell'universo predominante nella comunità scientifica e che ha le maggiori conferme dal punto di vista delle prove e delle osservazioni. Con il termine Big Bang i cosmologi si riferiscono generalmente all'idea che l'universo iniziò ad espandersi a partire da una condizione iniziale estremamente calda e densa e che questo processo di espansione è durato per un intervallo di tempo finito e continua tuttora.
Le prime ipotesi di una teoria che prevedesse l'espansione del cosmo furono formulate da Georges Lemaître con quella che lui chiamò "ipotesi dell'atomo primitivo", che si basa sulle equazioni della relatività generale di Albert Einstein nella formulazione proposta da Alexander Fridmann e su ipotesi semplificatrici, come l'omogeneità e l'isotropia dello spazio (unitamente al principio cosmologico). Un ulteriore sviluppo a tale teoria fu dato quando Edwin Hubble scoprì che la distanza delle galassie più lontane è proporzionale al loro spostamento verso il rosso, come ipotizzato da Lemaître nel 1927, e tale osservazione fu usata come prova del fatto che le galassie e gli ammassi hanno una velocità apparente di allontanamento rispetto ad un determinato punto di osservazione: tanto più sono lontane, tanto più è elevata la loro velocità apparente.Se la distanza fra gli ammassi di galassie sta aumentando oggi, ciò suggerisce che tutti gli oggetti spaziali fossero più vicini in passato;andando a ritroso nel tempo, densità e temperatura tendono a infinito e si arriva perciò a un istante in cui tali valori sono così elevati che le attuali teorie fisiche non sono più applicabili (ciò avvenne una piccolissima frazione di secondo dopo l'inizio del processo). Infatti, per esempio, alcune grandezze fisiche assumono valore infinito nell'istante iniziale. La costruzione di acceleratori di particelle ha permesso di verificare il comportamento della materia in condizioni estreme e ha permesso di trovare conferme alla teoria[senza fonte]; tuttavia questi acceleratori non hanno la possibilità di esaminare a fondo il regime di energie più elevato. Senza alcun dato sperimentale relativo alle condizioni fisiche associate ai primissimi istanti dell'espansione, la teoria del Big Bang non è adeguata per descrivere tale condizione iniziale, tuttavia essa fornisce un'ottima descrizione dell'evoluzione dell'universo da un determinato periodo di tempo in poi.
L'abbondanza degli elementi leggeri come l'idrogeno e l'elio presenti nel cosmo è in buona corrispondenza con i valori previsti per la produzione di questo tipo di atomi in seguito al processo di nucleosintesi, avvenuto nei primi minuti successivi all'istante iniziale.
Dopo la scoperta della radiazione cosmica di fondo a microonde nel 1964 e soprattutto quando il suo spettro, cioè la quantità di radiazione emessa per ogni lunghezza d'onda, risultò corrispondere allo spettro di corpo nero, la maggior parte degli scienziati fu convinta che i dati sperimentali confermavano che un evento simile al Big Bang aveva veramente avuto luogo.

Fonte:okpedia.it

Nascita della Terra

La Terra nacque 5 miliardi di anni fa. A seguito del Big Bang e della formazione delle galassie, il materiale incandescente disperso intorno al Sole cominciò ad aggregarsi formando i primi corpi celesti, tra questi anche la Terra. Col passare del tempo la materia iniziò a raffreddarsi solidificando la materia e dando luogo a una imponente evaporazione e condensazione da cui si originarono gli oceani. Circa 3,5 miliardi di anni fa la Terra era già un corpo celeste formato prevalentemente da azoto, carbonio e idrogeno. In seguito all'azione di diversi fattori, dell'elettricità e degli elementi chimici fecero la comparsa gli amminoacidi e, dalla loro aggregazione, le proteine. Da questi primi composti organici nacquero le prime forme di vita. I processi chimici che la generarono sono ancora oggetto d'indagine scientifica. I primi organismi viventi elementari furono i batteri, le spugne e le alghe azzurre. Il loro nutrimento era basato essenzialmente sulla fotosintesi clorofilliana, un processo che iniziò a sottrarre carbonio dall'atmosfera rilasciando al suo posto l'ossigeno nelle acque oceaniche. L'atmosfera planetaria si arricchì man mano d'ossigeno e le prime forme di vita vegetale iniziarono ad uscire dall'acqua per coloniccare la terra ferma. La vita si diversificò in milioni di modi e di forme, dapprima invertebrate e successivamente anche vertebrate. La selezione naturale fece il suo corso facendo nascere, estinguere ed evolvere le specie dominanti.

Le ere sono distinte in:

Archeozonica o Precambriana (da 3500 a 600 milioni di anni fa). Fecero la prima comparsa gli organismi viventi sotto forma di spugne, batteri e alghe. Questa Era si suddivide in due periodi: Archeano e Algonchiano.

Primaria o Paleozoica (da 600 a 220 milioni di anni fa). Iniziarono a formarsi i coralli e le felci. Questa Era è composta da diversi periodi: Cambriano, Ordoviciano, Siluriano, Devoniano, Carbonifero, Permiano.

Secondaria o Mesozoica (da 220 a 70 milioni di anni fa). Comparvero le forme di vita distinte in nuove specie: quella dei sauri, degli insetti. Si diffusero le prime conifere. Questa Era si distingue in tre periodi: Triassico, Giurassico e Cretacico.

Terziaria o Cenozoica (da 70 a 1 milione di anni fa). Scomparvero i Sauri e la Terra fu colonizzata dall'evoluzione delle specie minori: pesci, fiori, rettili, mammiferi, uccelli. Questa Era si suddivide in due periodi: Paleogene e Neogene.

Quaternaria o Neozoica (da 1 milione di anni fa fino ad oggi). L'evoluzione umana compie notevoli passi in avanti con la comparsa dell'Homo Sapiens, e del Sapiens Sapiens. Scomparvero altre specie come quella di Neanderthal. Questa Era si suddivide in due periodi: Pleistocene e Olocene.

La teoria del Big Bang è stata dedotta dalle equazioni della Relatività Generale di Albert Einstein inserendovi opportune ipotesi semplificative, in particolare quella di omogeneità e isotropia dell'Universo. Questa ipotesi, nota come principio cosmologico, generalizza all'intero universo il principio copernicano. La teoria del Big Bang risultò subito in accordo con la nuova concezione della struttura dell'universo, che proprio negli stessi decenni stava emergendo dall'osservazione astronomica delle nebulose.
Nel 1912 Vesto Slipher aveva misurato il primo effetto Doppler di una "nebulosa a spirale" e aveva scoperto che la maggior parte di esse si stava allontanando dalla Terra. Egli non colse l'implicazione cosmologica di ciò, infatti in quel periodo erano in corso accesi dibattiti sul fatto se queste nebulose fossero o non fossero degli "universi isola" esterni alla Via Lattea.
Dieci anni dopo, Alexander Friedmann, matematico e cosmologo russo, ricavò le omonime equazioni dalle equazioni della relatività generale di Albert Einstein, mostrando che l'universo doveva essere in espansione, in contrasto con il modello di universo statico sostenuto da Einstein.Egli, però, non comprese che la sua teoria implicava lo spostamento verso il rosso della luce stellare e il suo contributo matematico fu completamente ignorato, sia perché privo di conferme astronomiche sia perché poco noto nel mondo anglosassone (era scritto in tedesco).
A partire dal 1924, Edwin Hubble, utilizzando il telescopio Hooker dell'Osservatorio di Monte Wilson, mise a punto una serie di indicatori di distanza, che sono i precursori dell'attuale scala delle distanze cosmiche. Questo gli permise di calcolare la distanza di nebulose a spirale, il cui redshift era già stato misurato (soprattutto da Slipher), e di mostrare che quei sistemi si trovavano ad enormi distanze ed erano in realtà altre galassie.
Nel 1927, Georges Lemaître, fisico e sacerdote cattolico belga, sviluppò le equazioni del Big Bang in modo indipendente da Friedmann e ipotizzò che l'allontanamento delle nebulose fosse dovuto all'espansione del cosmo. Egli infatti osservò che la proporzionalità fra distanza e spostamento spettrale (oggi nota come legge di Hubble) era parte integrante della teoria ed era confermata dai dati di Slipher e di Hubble.]
Nel 1931 Lemaître andò oltre e suggerì che l'evidente espansione del cosmo necessita di una sua contrazione andando indietro nel tempo, continuando fino a quando esso non si possa più contrarre ulteriormente, concentrando tutta la massa dell'universo in un singolo punto, "l'atomo primitivo", prima del quale lo spazio e il tempo non esistono. In quell'istante, la struttura spazio-temporale doveva ancora comparire.
Nel 1929, Hubble pubblicò la relazione tra la distanza di una galassia e la sua velocità di allontanamento, formulando quella che oggi è conosciuta come la legge di Hubble.

Rappresentazione artistica del satellite WMAP, che sta raccogliendo dati per aiutare gli scienziati nella comprensione del Big Bang.
Durante gli anni trenta furono proposte altre idee (note come cosmologie non standard) per spiegare le osservazioni di Hubble, come ad esempio il modello di Milne, l'universo oscillante (ideata originariamente da Friedmann, ma supportato da Einstein e da Richard Tolman) e l'ipotesi della luce stanca di Fritz Zwicky.
Dopo la seconda guerra mondiale, emersero due differenti teorie cosmologiche:
La prima era la teoria dello stato stazionario di Fred Hoyle, in base alla quale nuova materia doveva essere creata per compensare l'espansione. In questo modello, l'universo è approssimativamente lo stesso in ogni istante di tempo.
L'altra è la teoria del Big Bang di Lemaître, supportata e sviluppata da George Gamow, che introdusse il concetto di nucleosintesi e che predisse insieme ai suoi colleghi Ralph Alpher e Robert Herman la radiazione cosmica di fondo.
Il termine "Big Bang" fu coniato da Fred Hoyle nel 1949 durante una trasmissione radiofonica, in senso dispregiativo, riferendosi ad essa come "questa idea del Grosso Botto" durante una trasmissione radiofonica della BBC Radio del marzo 1949.Successivamente Hoyle diede un valido contributo al tentativo di comprendere il percorso nucleare di formazione degli elementi più pesanti a partire da quelli più leggeri.
Inizialmente la comunità scientifica si divise tra queste due teorie; in seguito, grazie al maggior numero di prove sperimentali, fu la seconda teoria ad essere più accettata. La scoperta e la conferma dell'esistenza della radiazione cosmica di fondo a microonde nel 1964 indicarono chiaramente il Big Bang come la migliore teoria sull'origine e sull'evoluzione dell'universo. Le conoscenze in ambito cosmologico includono la comprensione di come le galassie si siano formate nel contesto del Big Bang, la comprensione della fisica dell'universo negli istanti immediatamente successivi alla sua creazione e la conciliazione delle osservazioni con la teoria di base.
Importanti passi avanti nella teoria del Big Bang sono stati fatti dalla fine degli anni novanta a seguito di importanti progressi nella tecnologia dei telescopi, nonché dall'analisi di un gran numero di dati provenienti da satelliti come COBE, il telescopio spaziale Hubble e il WMAP.[ Questo ha fornito ai cosmologi misure abbastanza precise di molti dei parametri riguardanti il modello del Big Bang e ha permesso di intuire che si sta avendo una accelerazione dell'espansione dell'universo.