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lunedì 5 luglio 2010

LA MAPPA DEL BIG BANG E L’INFLAZIONE COSMICA ALL'ESOF DI TORINO


Chi lo avrebbe detto! Eravamo tutti là in prima fila oggi, chi scrive con l'amico Massimo Auci e insieme ad altri fisici dai nomi noti, alle 15.45 al Lingotto di Torino, mentre Reno Mandolesi, direttore dell’INAF-IASF Bologna e responsabile dello strumento LFI a bordo di Planck, nel corso di una conferenza di ESOF2010 dedicata all’origine dell’Universo dispiegava i segreti dell'Universo primordiale:

"Vogliamo capire se il campo di energia che ha creato dopo il Big Bang l’inflazione, cioè quell’espansione durante la quale sarebbero nate le particelle atomiche elementari tra cui il famoso bosone di Higgs, da cui dipende la massa delle altre particelle e dunque delle cose. Di sicuro, ciò permetterà scoperte inaspettate addentrandoci bene nelle profondità. Infine preciseremo uno dei grandi misteri cosmici, cioè l’esistenza dell’energia oscura che costituisce il 73% dell’Universo. Non riusciremo a identificarne la natura ma saremo in grado di valutare la sua presenza e i suoi effetti di accelerazione come mai era stato possibile prima"
La Sala 500 al Lingotto di Torino, sede dell'ESOF 2010




La radiazione di fondo a microonde (CMB), o radiazione fossile, ci offre la più antica immagine possibile dell’Universo: appena 380mila anni dopo il Big Bang. Un’immagine che, nella mappa di Planck, appare in gran parte avvolta nella foschia introdotta dalle sorgenti diffuse della Via Lattea, polvere e gas interstellare innanzi tutto.



Un’immagine nascosta nella nebbia, dunque, come spiega Jan Tauber, project scientist di Planck: «La struttura granulare della CMB si può distinguere nettamente nelle regioni ad alta latitudine della mappa, là dove l’emissione locale è più debole. Scendendo a latitudini più basse, invece, una grande porzione di cielo è dominata dal contributo della Via Lattea, che risplende con vigore sul piano galattico e si estende, seppur con minore intensità, anche al di sopra e al di sotto di esso».

Ma proprio come talora avviene con alcuni capolavori, celati per secoli sotto ad altri dipinti e in seguito restituiti al loro originale splendore dalla tecnologia e dalla paziente opera dei restauratori, anche la mappa dell’Universo primordiale è prossima a emergere nella sua interezza. Nel caso della mappa di Planck, la separazione delle due componenti—il fondo cosmico da una parte e le sorgenti galattiche dall’altra—è affidata a complessi software di analisi ed elaborazione delle immagini, sviluppati ad hoc dagli scienziati del team di Planck. Algoritmi resi possibili grazie alla risoluzione e alla sensibilità senza precedenti dei dati raccolti dal satellite, e in particolare grazie alla disponibilità di ben nove canali a diverse lunghezze d’onda. Proprio questo ampio spettro di frequenze—dai 30 agli 857 GHz—permette di «sollevare il dipinto» più recente (il contributo galattico, preziosissimo per gli astrofisici) senza danneggiare quello sottostante (il fondo cosmico, sul quale i cosmologi non vedono l’ora di mettere le mani). Ottenendo così due «tele» indipendenti ed entrambe di valore inestimabile.

«La CMB, che riusciamo a intravedere dietro il velo di foschia della galassia, è la prima luce dell’Universo. Giunge a noi direttamente dalla sua infanzia, dopo aver viaggiato per circa 14 miliardi di anni. Le sue strutture granulari, le anisotropie, ci raccontano di una fase primordiale chiamata inflazione cosmica, che ebbe luogo una frazione di secondo dopo il Big Bang.

Foto: Reno Mandolesi, mentre illustra gli ultimi risultati delle ricerche sull'evoluzione dell'Universo

Durante l’inflazione, il volume dell’Universo si è espanso improvvisamente di oltre 40 ordini di grandezza (dunque, non di 40 volte, bensì di un numero di volte inconcepibilmente grande: un 1 seguito da 40 zeri), “stirando” le fluttuazioni quantistiche e “traghettandole” dal regno microscopico a quello macroscopico. Quelle fluttuazioni sono esattamente ciò che vediamo nella mappa di Planck. La CMB, dunque, ci parla della fisica dei primissimi istanti dell’Universo, e di energie migliaia di miliardi di volte superiori a quelle che possono essere raggiunte dagli attuali acceleratori di particelle, come LHC. A innescare l’espansione inflazionistica è stata una “particella misteriosa”, l’
inflaton: stando a numerose teorie, l’inflaton può essere collegata al meccanismo di Higgs e al relativo bosone, la cosiddetta “particella di Dio”, responsabile della creazione della materia così come la conosciamo. Credo che arrivare a esplorare i fondamenti della materia attraverso un esperimento di astrofisica, come sta facendo Planck, sia un risultato straordinario del pensiero umano», conclude Mandolesi.


PER SAPERNE DI PIÙ


Fonte: Istituto Nazionale di Astrofisica



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