Teoria di Friedmann

Modelli dinamici dell'universo furono sviluppati nel 1917 dall'astronomo olandese Willem de Sitter, nel 1922 dal matematico russo Alexander Friedmann e nel 1927 dall'abate belga Georges Lemaitre.

L'universo di De Sitter risolveva le equazioni della relatività einsteiniana valide per un universo vuoto, in modo che le forze gravitazionali fossero trascurabili.

La soluzione di Friedmann dipendeva direttamente dalla densità della materia presente nell' universo ed è ancora il modello correntemente accettato.

Anche Lemaitre lavorò a una soluzione delle equazioni di Einstein, benché il suo nome sia ancora oggi legato all'idea di "atomo primordiale".

Secondo questa concezione, che può essere considerata una prima formulazione della teoria del Big Bang, le galassie sono frammenti eiettati dall'esplosione di un "atomo" da cui ha avuto origine l'universo.

Il destino dell'universo di Friedmann dipende dalla densità media della materia presente nell'universo stesso.

Se la massa fosse relativamente piccola, la mutua interazione gravitazionale tra galassie determinerebbe, secondo la teoria, un leggero rallentamento della velocità di recessione, e il processo di espansione continuerebbe indefinitamente; si parla, in questo caso, di universo aperto, di dimensioni infinite.

Se, al contrario, la densità della materia fosse maggiore di un valore critico, stimato oggi in 5 × 10-30 g per cm3, l'espansione si arresterebbe, trasformandosi in una progressiva contrazione che si concluderebbe in un collasso gravitazionale totale dell'intero universo.

Si parla, in quest' ipotesi, di universo chiuso, di dimensioni finite.