Scienziati in trepidazione. Ascoltati i primi vagiti dell’universo?

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Domani importante conferenza stampa all’Università di Harvard. Potrebbe essere annunciata la scoperta delle onde gravitazionali primordiali, prodotte nei primi istanti dopo il Big Bang. E si spera, come scrive Repubblica, di vedere oltre il muro della radiazione cosmica.

 

L’ATTENZIONE degli scienziati è tutta rivolta all’Università di Harvard, a Boston, negli Stati Uniti. Alle 17 italiane di lunedì 17, all’ Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics potrebbe essere infatti annunciata una delle scoperte più importanti del secolo. La comunità scientifica è in subbuglio per le voci che circolano da alcuni giorni, secondo cui l’esperimento BICEP al Polo Sud avrebbe finalmente rivelato le tracce delle onde gravitazionali prodotte nei primi istanti di vita dell’Universo. In altre parole, con BICEP gli scienziati avrebbero ascoltato i primi vagiti del cosmo. Sarebbe di certo un risultato chiave per la fisica moderna, che prima di tutto confermerebbe uno dei punti fondamentali dei modelli cosmologici attuali e ci aiuterebbe a spingere più a fondo il nostro sguardo nell’oscuro passato del cosmo. Inoltre, si tratterebbe di un’ulteriore prova dell’esistenza delle onde gravitazionali, le deboli “increspature” nello spazio-tempo previste da Einstein quasi un secolo fa ma mai osservate in modo diretto. Una cosa è certa: alla conferenza stampa gli scienziati dovranno presentare un risultato estremamente solido per poter convincere la comunità scientifica, compresi i molti scettici che di certo non mancano.

Un muro di luce. All’ Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hanno tutti le bocche cucite ed è quindi difficile capire i dettagli di questa nuova scoperta. Ma dalle voci che circolano, portate all’attenzione del pubblico da un articolo del Guardian, potrebbe trattarsi di un risultato che i fisici cercano da decenni. Ma quale potrebbe essere questo risultato? Il Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization (BICEP), installato alla base Amundsen-Scott al Polo Sud, è un esperimento dedicato allo studio della radiazione cosmica di fondo. Questa radiazione, composta da microonde provenienti da ogni direzione dello spazio, fu scoperta nel scoperta nel 1965 dagli americani Arno Penzias e Robert Wilson, ed è considerata l’eco del Big Bang. Questa radiazione fu emessa circa 300 mila anni dopo il Big Bang, quando la temperatura nello spazio scese abbastanza da separare, o disaccoppiare, la materia dalla luce.  Ciò significa che, in seguito al disaccoppiamento, gran parte della luce emessa fu in grado di sfuggire e, miliardi di anni dopo, arrivare ai rivelatori come BICEP. Prima della radiazione di fondo, la luce era infatti “intrappolata” dalla materia, e quindi la radiazione cosmica di fondo può esser vista come un “muro di luce” oltre il quale non possiamo vedere. Ma i ricercatori di BICEP cercano in quella radiazione degli indizi che possano aiutarci a vedere oltre quel muro.

A caccia di indizi primordiali. La radiazione di fondo, che valse a Penzias e Wilson il Premio Nobel per la Fisica nel 1978, è infatti uno degli strumenti principali per lo studio della cosmologia. In particolare, secondo diversi modelli, questo fondo di radiazione potrebbe contenere delle tracce dei fenomeni avvenuti subito dopo il Big Bang, il grande “scoppio” da cui nacque l’Universo. Secondo i modelli cosmologici, dopo circa 10-34 secondi dal Big Bang (corrispondenti a ovvero un decimilionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di secondo), l’Universo si sarebbe espanso in maniera esponenziale. In questa fase, chiamata inflazione, sarebbero state emesse delle onde gravitazionali, dette onde gravitazionali primordiali.

Onde primordiali. Previste dalla teoria della Relatività Generale pubblicata da Einstein nel 1916, le onde gravitazionali sono increspature nello spazio-tempo provocate dal moto di grandi masse oppure da fenomeni particolarmente violenti ed energetici. A causa della loro debolezza intrinseca, le onde gravitazionali non sono però ancora mai state rivelate direttamente e sono uno dei principali “tasselli mancanti” per svelare la complessa natura della gravità. A questo scopo, in tutto il mondo si stanno costruendo o aggiornando rivelatori appositamente dedicati, come gli interferometri gravitazionali Virgo e LIGO. Virgo è il frutto di una collaborazione italo-francese nell’ambito del consorzio European Gravitational Observatory (EGO) a cui partecipa l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare insieme a diverse Università italiane. Gli scienziati di Virgo, installato a Cascina nei pressi di Pisa, lavorano in collaborazione ai colleghi americani dell’esperimento LIGO, che utilizza due interferometri identici nello stato di Washington e in Louisiana. Secondo le stime attuali, lo sforzo congiunto di Virgo e LIGO dovrebbe portare, entro la fine del decennio, alle prime osservazioni dirette di onde gravitazionali.

Una firma gravitazionale. Propagandosi nello spazio, le onde gravitazionali primordiali avrebbero interagito con la radiazione cosmica di fondo, lasciando una “firma” molto precisa. BICEP è a caccia di quella firma, che dovrebbe manifestarsi nella polarizzazione della radiazione di fondo. A giudicare dalle voci e dai commenti che circolano nella rete, la grande scoperta potrebbe essere proprio l’osservazione di quella firma dovuta alle onde gravitazionali primordiali. “E’ stato chiamato il Sacro Graal della cosmologia”, ha commentato il cosmologo Hiranya Peiris dell’University College di Londra. “Sarebbe davvero una grande, grande, grande scoperta”. 

Ascoltando il cosmo. Da un lato infatti questa scoperta potrebbe confermare il modello inflazionario, permettendoci di studiare l’Universo prima della barriera della radiazione cosmica di fondo.

Inoltre, la scoperta fornirebbe un’osservazione indiretta delle onde gravitazionali, confermandone l’esistenza e sottolineando l’importanza dell’astronomia gravitazionale con i grandi interferometri come Virgo e LIGO, che potrebbero osservarle direttamente e inaugurare così una nuova era nell’astronomia.

Nell’eccitazione del momento, c’è già persino chi parla di scoperta da premio Nobel, ma prima di tutto è importante vedere i risultati di BICEP. Per il momento tutti attendono i risultati di Harvard, sperando di poter finalmente ascoltare i primi vagiti dell’Universo neonato.

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