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PLANCK/ Bersanelli: vi racconto la vertigine di risalire al confine osservabile del cosmo

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La mappa rivelata da PLANCK mostra le anisotropie della radiazione cosmica di fondo: è una fotografia della più antica luce impressa nel cielo quando l'Universo aveva solo 380 000 anni. (ESA and the Planck Collaboration)  La mappa rivelata da PLANCK mostra le anisotropie della radiazione cosmica di fondo: è una fotografia della più antica luce impressa nel cielo quando l'Universo aveva solo 380 000 anni. (ESA and the Planck Collaboration)

PLANCK misura il fondo cosmico di microonde, la prima luce che si è propagata liberamente nello spazio poco dopo la nascita dell’universo, circa 14 miliardi di anni fa. Ma c’è un lasso di tempo ben definito tra l’inizio vero e proprio, il cosiddetto Big Bang, e il momento in cui questa luce primordiale si è liberata: circa 380 mila anni. Il fondo di microonde ci arriva da un ultimo confine direttamente osservabile, un orizzonte spazio-temporale, oltre il quale l’universo è opaco alla luce. Ciò che sta oltre è invisibile. PLANCK ci mostra direttamente l’universo in quell’istante, quando aveva un’età di 380 mila anni (lo 0,003% dell’età attuale): sarebbe come risalire all’età di poche settimane di vita rispetto a un adulto di 50 anni. Questo è un limite intrinseco: anche se PLANCK fosse mille volte, un milione di volte più potente, non potrebbe superare questo limite. Sarebbe come cercare di vedere meglio attraverso la nebbia usando una lente o un microscopio: niente da fare! 

Ma oltre a essere un limite quel confine è anche il più grande tesoro di conoscenza che ci dà la natura: grazie si suoi straordinari strumenti PLANCK ha costruito la mappa di quel confine con estrema precisione e ci mostra le piccole fluttuazioni di densità che a quell’epoca agitavano il plasma primordiale – un po’ come onde sulla superficie del mare. Analizzando in dettaglio la statistica di quelle fluttuazioni, possiamo estrapolare molte proprietà di quel mare cosmico primordiale. È come osservare delle increspature su una superficie liquida: a seconda di come si presentano possiamo dedurre la densità del liquido, la profondità, il grado di uniformità, le correnti interne ecc. La nostra superficie è il confine dell’universo osservabile e dai suoi dettagli possiamo dedurre gli ingredienti del cosmo, la sua geometria e risalire a fenomeni accaduti nelle prime frazioni di secondo dopo l’inizio del tempo.

Veniamo ai risultati veri e propri: come si possono sintetizzare in termini non specialistici?

Un misto di strepitose conferme e notevoli sorprese. Innanzitutto PLANCK ha confermato in modo spettacolare la validità del modello standard e ha fornito valori molto più precisi dei parametri cosmici fondamentali. Troviamo che la materia “ordinaria” (della quale sono fatte le stelle, le galassie, e tutto il mondo conosciuto, compresi noi stessi) costituisce solo il 4,9% del contenuto di materia e energia dell’universo. La presenza della materia oscura non solo è confermata, ma “pesa” più del previsto: è il 26,8% del totale, quasi un quinto in più di quanto si pensava. Il resto è il contributo dell’energia oscura, la misteriosa forza responsabile dell’accelerazione cosmica. Inoltre troviamo che la famosa costante di Hubble, che misura il tasso di espansione dell’universo, ha un valore significativamente inferiore a quello dedotto da osservazioni astronomiche. Tutto ciò fornisce anche una data di nascita ben precisa per il nostro universo: 13,82 miliardi di anni, con la pazzesca precisione dello 0.4%.

Lo scenario che emerge è in accordo con quanto previsto dall’inflazione. Ma i teorici negli ultimi anni hanno proposto una vasta schiera di possibili modi in cui il processo dell’inflazione potrebbe essere accaduto. PLANCK ha consentito di definire meglio quali scenari sono compatibili con la realtà osservata e ha escluso una vasta gamma di modelli esotici. Anche se siamo ancora all’inizio, è un notevole passo avanti nella comprensione dell’universo nei suoi primissimi istanti.

E le sorprese?



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