L’ambizione di un modello cosmologico è enorme. Si tratta di comprendere l’universo nel suo insieme; di spiegare come si siano formate le galassie, gli ammassi di galassie, i superammassi; di proporre una versione coerente della loro storia, in accordo con tutte le osservazioni. Si distinguono inoltre varie categorie di modelli. A partire da diverse estensioni e congetture della relatività generale, ciascuna delle quali può definire una geometria, alcuni modelli si concentrano sugli oggetti presenti nello spazio e nel tempo. Infine, alcuni modelli sono specializzati nella nascita dell’universo e costituiscono le cosmologie primordiali (Big Bang). La nostra visione dell’universo è limitata, poiché l’osservazione ci giunge a velocità finita (attraverso le onde elettromagnetiche e le onde gravitazionali, per esempio), il che implica che il nostro campo d’osservazione costituisce soltanto una parte dell’universo che intendiamo descrivere nella sua totalità.
Rendere statico l’universo =========================================================================
Occorre dunque accettare ipotesi impegnative. Un modello cosmologico si limiterà a fornire una descrizione possibile dell’universo, in accordo con tutte le osservazioni. Non è certo che questo tipo di modello sia unico. Il teorico è inoltre costretto, se intende servirsi delle osservazioni locali (le uniche a sua disposizione!), a postulare la costanza delle leggi fisiche, cosa tutt’altro che ovvia e non dimostrabile. Bisogna tuttavia ammettere il paradosso della «variazione» a lungo termine di alcune costanti che intervengono nei modelli. È il caso del modello cosmologico «standard». L’equazione di Einstein (vedi FOCUS nell’articolo «Le tenseur : un outil indispensable»), pubblicata nel 1915, ammetteva come soluzione un universo non stazionario, cosa che il fisico non poteva accettare. Vi introdusse una «costante» aggiuntiva per rendere statico l’universo. Ma l’universo è in espansione. E, per descriverne tutte le fasi evolutive, bisogna attribuire alla «costante cosmologica» valori diversi nel corso del tempo!
Nell’ambito dello stesso modello standard, la descrizione del reale ricorre a due teorie incompatibili: la teoria della relatività generale per descrivere gli oggetti macroscopici su vasta scala e la fisica quantistica per il comportamento microscopico del contenuto dello spazio-tempo. Ne deriva uno scontro tra una fisica del continuo e una fisica del discreto.