La sfera di Hubble

L’Universo osservabile è una sfera attorno a noi

La luce che arriva da grandi distanze ci raggiunge dopo un viaggio che richiede miliardi di anni, mostrando la materia com'era quando ha emesso quella radiazione. La luce più lontana che vediamo ci mostra in ogni direzione la materia primordiale, nell'epoca subito dopo il Big Bang 13,8 miliardi di anni fa. Nel viaggio, questa radiazione ha percorso una distanza di 13,8 miliardi di anni-luce, ovvero 138000 miliardi di miliardi di km. A distanze maggiori (quindi epoche antecedenti) nulla si può osservare, perché prima del Big Bang nulla esisteva!
        In altri termini - a causa dell'età finita dell'Universo - lo spazio cosmico visibile da ogni Osservatore risulta limitato, entro una superficie sferica (detta orizzonte cosmologico) che ha un raggio di 13,8 miliardi di anni-luce con l'Osservatore al centro. La radiazione cosmica di fondo è una luce proveniente dalle vicinanze dell’orizzonte, che fu emessa solo mezzo milione d'anni dopo il Big Bang, quando l’Universo era ancora incandescente e si formarono i primi atomi (per tale motivo, viene chiamata anche radiazione fossile).

Questa radiazione ci giunge sotto forma di microonde e noi la rappresentiamo spesso con toni verdastri, ma il suo colore originale sarebbe rosso-fuoco; infatti ci mostra sulla volta celeste il cielo ancora rovente (fotosfera primordiale), che circondava il luogo in cui noi ora viviamo. In quell'epoca remota la temperatura era di circa 3000 K, ma poi l’Universo si è espanso e raffreddato 1000 volte, fino agli attuali 3 K. L'orizzonte cosmologico spiega il Paradosso di Olbers del buio notturno.

La Figura mostra l’Universo osservabile (visto idealmente dall’esterno), popolato da ammassi e superammassi di galassie (macchie bianche); è "avvolto" dalla radiazione fossile (in verde) e ha la Terra - o meglio l’Osservatore - nel centro. Le macchie di colore sulla sperficie sono le condensazioni primordiali (mappate dal satellite WMAP), che poi evolveranno in ammassi di galassie. La sferetta centrale contiene le galassie osservate (catalogo CfA), mentre la distribuzione degli ammassi è abbozzata (non essendo nota per intero).