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FISICA/ Dalle microonde nuove informazioni sull'origine e il destino dell'Universo

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Domani alle 15 ilsussidiario.net seguirà in diretta l'evento del lancio del satellite Plank con un'intervista esclusiva a Marco Bersanelli e Aniello Mennella, tra i "padri" del progetto che trova il suo coronamento dopo 17 anni

 

Mancano poche ore al lancio del satellite Planck. Domani, alle 15 ora italiana, dalla base spaziale dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) di Kourou, in Guiana Francese, un razzo vettore Ariane porterà in orbita Planck, con un lancio doppio che comprenderà anche il satellite Herschel. Dopo il lancio i due satelliti si separeranno per raggiungere le rispettive posizioni orbitali a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, da dove eseguiranno i rispettivi programmi osservativi.

La missione Planck è la terza Medium-Sized Mission del programma Horizon 2000 dell’ESA e ha lo scopo di studiare la radiazione cosmica di fondo. L’obiettivo della missione è misurare, con alta risoluzione angolare ed elevata accuratezza, l’anisotropia del fondo cosmico (Cosmic Microwave Background) nelle frequenze nelle microonde, al fine di migliorare la nostra conoscenza sulle origini e l’evoluzione dell’Universo.

Planck effettuerà almeno due osservazioni complete dell’intera volta celeste. Il satellite avrà a bordo due sofisticati strumenti: il Low Frequency Instrument (LFI) e l'High Frequency Instrument (HFI), progettati e realizzati da consorzi internazionali di istituti scientifici con il supporto dell'industria.

L'Italia è responsabile della realizzazione di LFI, strumento che opera nelle bande centrate alle frequenze di 30, 44 e 70 GHz, ed è costituito da 56 radiometri raffreddati a 20 K (-253 °C), temperatura necessaria per raggiungere la sensibilità richiesta dalle misure scientifiche.

Nazzareno Mandolesi dell’INAF-IASF di Bologna è Principal Investigator, mentre Marco Bersanelli, dell’università degli Studi di Milano, è “Instrument Scientist” di LFI. Per HFI, costituto da 48 bolometri raffreddati a 0,1 K che operano alle frequenze comprese tra 100 e 857 GHz, la partecipazione italiana riguarda la fornitura della preamplificazione criogenia, sotto la responsabilità del Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “La Sapienza”.

Il fondo a microonde è già stato studiato, con successo, da due importanti satelliti: WMAP e, prima ancora, COBE. Grazie ai risultati di COBE, nel 2007 gli americani John C. Mather e George F. Smoot hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica. Planck è il successore di questi satelliti, che ci hanno restituito una mappa a microonde dell'Universo nel primo momento in cui ha iniziato ad emettere radiazione elettromagnetica ed è quindi divenuto "visibile". L'immagine dell'Universo in quegli istanti iniziali, lontani da noi poco meno di 14 miliardi di anni, ci mostra una radiazione sostanzialmente omogenea alla temperatura di circa 270 gradi sotto zero. Man mano che aumenta la sensibilità degli strumenti di osservazione, però, appaiono nelle mappe piccole regioni con minuscole differenze di temperatura rispetto a quanto le circonda, appena qualche milionesimo di grado, già esistenti nell'Universo primordiale. I cosmologi chiamano queste zone "anisotropie", e pensano che possano rappresentare i "semi" di quello che poi sarebbero diventati gli ammassi di galassie, le galassie, e tutte le altre grandi strutture esistenti nell'Universo. Planck riuscirà a fare qualcosa che i satelliti precedenti non potevano fare, ovvero "guardare dentro" questi semi studiandoli con un'accuratezza almeno dieci volte superiore.



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