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COSMOLOGIA/ Dal Polo Sud la prima misura di deboli distorsioni nell’eco del Big Bang

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I cosmologi da tempo cercavano il debole segnale, noto come “modi B”, nelle osservazioni della polarizzazione della radiazione cosmica di fondo. In un recente articolo su Physical Review Letters i ricercatori che lavorano ai dati del South Pole Telescope hanno annunciato di averlo misurato per la prima volta; in particolare il segnale rilevato è la parte dovuta alla distorsione della radiazione causata da un fenomeno detto “lente gravitazionale”.

La radiazione di fondo cosmico che permea l’intero Universo è l’eco fossile del Big Bang. Emessa quando l’Universo aveva appena 380.000 anni, arriva a noi oggi - quando l’Universo ha 13,8 miliardi di anni - come un segnale a circa 3 Kelvin (-270 °C) e dopo aver viaggiato per tutto il cosmo, portando con sé una miniera di informazioni sulla storia del nostro Universo. Le lievi differenze di temperatura nel campo di questa radiazione fossile sono infatti l’impronta delle fluttuazioni di densità del cosmo primordiale; fluttuazioni che hanno costituito i semi attorno a cui si sono raccolti gli ammassi di galassie che oggi noi osserviamo.

Informazione preziosissime, oltre che nell’intensità della temperatura, sono scritte anche nella polarizzazione della radiazione cosmica di fondo. Una radiazione è polarizzata quando ha una direzione privilegiata di oscillazione; e il pattern della polarizzazione presente nella radiazione fossile ha due diverse componenti, chiamate “modi E” e “modi B” (caratterizzate rispettivamente da rotore nullo, in analogia con i campi elettrici “E”, e da divergenza nulla, come i campi magnetici “B”). Solo un 10% della radiazione fossile è polarizzata e solo una piccola parte della componente polarizzata costituisce i “modi B”. Mentre i “modi E” sono già stati osservati, fino ad oggi i “modi B” erano rimasti solo una ipotesi ben fondata. Ma perché è così importante andare a cercare questi sfuggenti “modi B”?

I “modi B” possono essere impressi nella polarizzazione della radiazione fossile principalmente da due meccanismi. Il primo è dovuto alle onde gravitazionali presenti dell’Universo primordiale; i cosmologi ipotizzano l’esistenza di queste onde gravitazionali generate durante “l’inflazione”, un’epoca in cui l’Universo ha subito un’espansione esponenziale. Ma i meccanismi di questa espansione sono ancora poco chiari. Perciò una prima osservazione di questi “modi B”, detti primordiali, confermerebbe la validità delle teorie cosmologiche sull’inflazione, mentre una loro misura accurata permetterebbe di indagare con precisione questa epoca primordiale.



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