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COSMOLOGIA/ La conferma delle onde gravitazionali primordiali va in lista d'attesa

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Parte di cielo con le misure in polarizzazione di Planck e, tratteggiata, la regione osservata da Bicep2 (Crediti: ESA/Planck)  Parte di cielo con le misure in polarizzazione di Planck e, tratteggiata, la regione osservata da Bicep2 (Crediti: ESA/Planck)

Una delle tante difficoltà in una osservazione come questa è distinguere la radiazione primordiale da componenti dello stesso tipo prodotte nell'universo vicino. In particolare lo spazio interstellare (quindi “vicino” a noi) contiene grani di polvere che emettono radiazione polarizzata, in parte proprio secondo i fatidici "modi B”, e quindi possono confondere la misura. Analogamente, gli elettroni liberi nel campo magnetico galattico producono radiazione di sincrotrone, che a sua volta può inquinare i dati. Naturalmente il team di Bicep2 era consapevole di tutto ciò, e per questo motivo hanno scelto di concentrare le loro osservazioni in una regione di cielo in cui questi effetti sono molto piccoli. Tuttavia, studiando i loro risultati ci è parso che avessero sottovalutato il problema.

 

Da cosa ve ne siete accorti?

Bicep2 ha osservato il cielo a una sola lunghezza d'onda, circa 2 millimetri. È come se Bicep2 potesse "vedere" la luce in un solo "colore". Ma per discernere quanto del segnale osservato è dovuto al mezzo interstellare occorre confrontare l'emissione a diverse lunghezze d'onda. Il team di Bicep2 per valutare il lieve contaminazione nella regione osservata si è quindi dovuto affidare  a modelli ed estrapolazioni baste su dati non molto precisi. Ma le nostre osservazioni di Planck, che contemporaneamente stavamo analizzando, ci davano la chiave. Planck infatti ha osservato tutto il cielo (e quindi anche la regione studiata da Bicep2) in ben nove lunghezze d'onda (comprese fra un terzo di millimetro e un centimetro), in nove "colori", e questo ci permetteva di stimare più precisamente la contaminazione interstellare. Nel settembre scorso la collaborazione Planck ha rilasciato una analisi che mostrava come almeno una parte dei "modi B" visti da Bicep2 è dovuta a polvere polarizzata. Ma ancora si poteva fare di meglio.

 

Poi cos'è successo?

Una cosa bella nella nostra comunità scientifica è che la gente che fa questo mestiere, tendenzialmente, ci tiene davvero a capire per quanto è possibile come stanno le cose. Anche quando il risultato può essere un po' scomodo, o quando si avrebbe la tentazione di un atteggiamento di pura rivalsa. Insomma non sempre è così, ma qualche volta sì! Comunque sta di fatto che invece di accendere una polemica fra Planck e Bicep2 ci siamo messi insieme, abbiamo deciso di scambiarci i dati e di fare un'analisi congiunta mettendo insieme i punti di forza dei due esperimenti. Anzi, i colleghi americani hanno incluso nell'analisi anche un terzo esperimento da loro condotto, il Keck Array. Lo scopo era fare di tutto per verificare se una parte sia pure minoritaria dei modi B osservati da Bicep2 fosse effettivamente di origine cosmologica."

 

Qui veniamo all'annuncio di questi giorni...

L'analisi congiunta ha confermato che al momento attuale, nonostante la forza di fuoco che è stata messa in campo, non abbiamo evidenza convincente di una componente cosmologica nei modi B osservati da Bicep2. Non possiamo quindi confermare che quel segnale contenga davvero un’impronta dell’inflazione. Naturalmente ciò non esclude affatto l'ipotesi dell'inflazione, la cui traccia potrebbe trovarsi a livelli ancora al di sotto della sensibilità della nostra analisi congiunta, di gran lunga la più potente mai fatta. È quindi un risultato interlocutorio ma importantissimo, che lascia aperto il campo delle possibilità. Non esclude l'inflazione ma mantiene aperta la strada anche a teorie alternative, e forse un po' di competizione in questo senso fa bene a tutti..."

 

Da parte vostra, prevedete l’annuncio di altri risultati dall’analisi dei dati di Planck?

I primi dati in polarizzazione di Planck verranno resi pubblici a breve e porteranno a una nuova analisi cosmologica globale, dopo quella rilasciata nel 2013. Ma già questo risultato con Bicep2 mostra che i dati di Planck costituiscono un patrimonio prezioso per tutti gli esperimenti di polarizzazione da terra e da pallone attualmente in corso o in fase di progetto. Grazie ai suoi due strumenti LFI e HFI Planck offre una sintesi completa dell'emissione polarizzata nelle microonde, una mappa cosmica in cui orientarsi per scegliere le regioni del cielo più pulite e per rimuovere nell'analisi la "foschia galattica" residua.



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