L’origine dell’universo? Si trova “surfando” sulla cresta dell’onda (gravitazionale) – di Amedeo Balbi

«Le scoperte scientifiche davvero grandi, quelle che restano nei libri di storia, non capitano tutti i giorni. Quella annunciata lunedì dall’esperimento BICEP2 potrebbe essere una di queste. Di che si tratta? Nientemeno che di una evidenza di ciò che è accaduto nel cosmo una minuscola frazione di secondo dopo il big bang (10 alla meno 35 secondi). Secondo i cosiddetti modelli “inflazionari”, che tentano di descrivere la fisica che governava l’evoluzione dell’universo in tempi così remoti, tutto quanto è iniziato con un breve periodo di espansione forsennata che ha coinvolto una microscopica regione di spazio-tempo. Dopo la rapida inflazione iniziale, l’espansione è proseguita a ritmi più blandi, e oggi, circa quattordici miliardi di anni dopo, una parte di quella minuscola regione iniziale è diventata il nostro intero universo osservabile.

L’inflazione fa alcune previsioni interessanti, la più meravigliosa delle quali è che le minuscole fluttuazioni quantistiche casuali presenti nella microscopica regione di spazio-tempo iniziale siano state amplificate dall’inflazione stessa fino a trasformarsi in “grumi” nella densità di materia presente nell’universo primordiale. Da quei semi iniziali, la gravità ha costruito tutte le enormi strutture che osserviamo nell’universo attuale: stelle, galassie, ammassi di galassie. In pratica, quando oggi guardiamo le gigantesche strutture cosmiche, staremmo guardando la fase finale di un’evoluzione iniziata con il caotico ribollire microscopico dello spazio-tempo primordiale.

Oltre a produrre le fluttuazioni di densità, i modelli teorici prevedono che l’inflazione abbia prodotto anche un mare di onde gravitazionali — increspature nello spazio-tempo previste dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein. Queste onde gravitazionali primordiali, se ci sono davvero, devono avere lasciato una traccia della loro esistenza nella radiazione cosmica di fondo (il segnale radio che pervade tutto lo spazio e che è il residuo del grande calore seguito al big bang), sotto forma di un caratteristico orientamento della sua  polarizzazione (ovvero, della direzione lungo cui oscilla il segnale radio). Ed è proprio studiando la polarizzazione della radiazione cosmica di fondo che BICEP2 sembra aver trovato la prova della presenza delle onde gravitazionali primordiali previste dai modelli inflazionari. Perché è legittimo parlare di scoperta epocale? Ci sono diverse ragioni».

Amedeo Balbi, Wired (per continuare a leggere, clicca QUI).

 
Amedeo Balbi, astrofisico e ricercatore all’Università di Roma Tor Vergata, ha pubblicato con noi Cosmicomic. Gli uomini che scoprirono il Big Bang e Il buio oltre le stelle. L’esplorazione dei lati oscuri dell’universo.

1964, Holmdel, New Jersey. Mentre mettono a punto un’antenna, due giovani radioastronomi captano un fastidioso, onnipresente rumore di fondo. Inizia così un’investigazione che li porterà a ripercorrere a ritroso mezzo secolo di storia della scienza, tra scoperte sensazionali e intuizioni ingiustamente trascurate, seguendo le tracce di scienziati noti e meno noti: dai mostri sacri Einstein e Hubble al prete-scienziato Lemaître, dal dissacrante Gamow all’eretico Hoyle. Ognuno di loro ha intravisto un pezzo della soluzione, ma nessuno è riuscito a ricostruire il quadro completo. E mentre la storia si dipana, prende corpo la possibilità che dietro a un banale ronzio possa nascondersi qualcosa di molto più importante, la risposta a domande che l’umanità si è posta fin dalla sua infanzia: come e quando è iniziato tutto quanto?

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I primi osservatori che secoli fa sollevarono lo sguardo e cominciarono a scrutare il cielo potevano appena immaginare cosa si nascondesse dietro quel poco che si vedeva a occhio nudo. Da allora l’uomo ha raggiunto risultati straordinari, ha esplorato le più remote profondità del cosmo, e ha tracciato un quadro molto soddisfacente della struttura complessiva dell’universo e dei meccanismi che ne hanno governato l’origine e l’evoluzione. Eppure, per alcuni versi, non siamo in una situazione tanto diversa rispetto a quei primi osservatori. Dopo tutta la strada percorsa, dopo tutte le scoperte e i progressi, gli astronomi conoscono con certezza la natura fisica di una porzione limitata di universo, appena il 5% del totale: una goccia in un’oscurità di cui possiamo solo intuire la maestosità e la vertigine. Cosa sono l’energia e la materia oscura, le componenti predominanti del cosmo di cui abbiamo per ora solo una conoscenza indiretta? Potrebbero mettere in discussione le ipotesi fisiche alla base della descrizione e dell’interpretazione dell’universo? I segreti da strappare al buio del cielo notturno sono ancora tanti.

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