La grande notizia annunciata ieri dagli astronomi dell'Università di Harvard ha il potenziale (se confermata) di rimanere nei libri di storia della scienza. E' la prima volta che troviamo segni concreti di un periodo storico dell'infanzia dell'universo chiamato "Inflazione". L'epoca di cui si parla risale a quando l'universo aveva appena 10^-35 secondi, cioè molto molto meno degli istanti più brevi che umanamente possiamo percepire. Ci sarebbe sembrato assolutamente istantaneo. In questo periodo l'intero cosmo si espanso esponenzialmente fino a dimensioni enormi. Questo lavoro di ricerca è la prima base solida negli studi di uno dei più misterioso e difficili da comprendere momenti dell'evoluzione dell'universo. Ma di cosa si parla? Sappiamo che l'universo è in espansione perché lo vediamo in ogni direzione in cui guardiamo e vediamo galassie lontane allontanarsi da noi. Se andiamo indietro nel tempo, tutte queste galassie un tempo dovevano essere nello stesso punto che aveva un volume vicino allo zero. Il momento in cui quest'espansione (e non esplosione) ha avuto inizio, è ciò che chiamiamo Big Bang, ed è avvenuto 13.82 miliardi di anni fa.
Ma l'espansione dell'universo ha seguito varie fasi molto diverse tra di loro. Una delle più drammatiche è l'inflazione. E' iniziata a 0.00000000000000000000000000000000001 secondi dopo il Big bang, ed è finita 0.00000000000000000000000000000001 secondi dopo. In questo istante, l'universo si è espanso così velocemente da aumentare di un fattore di almeno 10^50. Cioè 10 trilioni di trillioni di trillioni di trillioni di volte!
Ma perché pensiamo sia successo?
Beh, questo perché l'universo sembra essere estremamente liscio. Ci aspettavamo di vedere molte più increspature, con alcune parti dove la materia ed energia sono molto più dense rispetto ad altre parti quasi vuote. Ma quando si guarda abbastanza indietro nel tempo, all'universo su grandissima scala, si scopre che globalmente è incredibilmente liscio.
Ci sono telescopi che sono in grado di guardare così lontano ed indietro nel tempo da vedere solo il calore rimasto dopo la nascita dell'Universo stesso, e da questo dedurre esattamente quanto era increspato e pieno di "grumoli". Quello che è stato scoperto che l'universo era così liscio che la temperatura variava appena su una scala di 1 parte su 100.000. Ma come può essere liscio? In base alla teoria del Big Bang, dovrebbe essere pieno di "grumoli". L'inflazione risolve questo problema perché in base a questa teoria, l'universo ha avuto inizio pieno di grumoli per poi diventare molto più liscio durante l'inflazione. E' come avere una coperta raggomitolata e piena di pieghe e poi lisciarla stendendola. Non solo questo, ma l'inflazione risolve anche un problema riguardo alla geometria, cioè la forma dell'Universo In base alla forma geometria dell'universo possiamo calcolare diversamente quale sarà il suo destino. Attualmente i dati nuovi indicano un universo piatto. L'inflazione quindi è un pezzo centrale della nostra visione della storia dell'universo, ma per molti anni era puramente teorica e basata su prove indirette. Adesso invece abbiamo sotto mano una prova diretta di questo periodo!La scoperta è partita da una previsione dei modelli sull'inflazione, che prevedono l'esistenza di pieghe nello spazio tempo chiamate "onde gravitazionali". Si tratta di micro espansioni e contrazioni dello spazio stesso, che poi si propaga come un'onda. Sappiamo con certezza che esistono perché abbiamo visto indirettamente i loro effetti (due astronomi hanno anche vinto il Premio Nobel nel 1993 per aver scoperto un esempio di onde gravitazionali). Ma riuscire a vederli in un contesto inflazionario dell'infanzia dell'universo è incredibilmente difficile.
Mappa della radiazione cosmica di fondo, ottenuta da Planck. Credit: ESA
Non possiamo vedere le onde stesse, ma dato che agiscono sullo spazio, possiamo vedere l'effetto che hanno avuto sulla luce che proveniva da quell'epoca. Le onde avrebbero polarizzato la luce, allineandole in un certo modo. Ci sono molti modi diversi in cui la luce può essere polarizzata, ma le onde gravitazionali dell'era inflazionaria avrebbero lasciato un marchio molto specifico. Questo viene chiamato Polarizzazione "B mode", in cui la luce viene piegata ed "arricciata". Riuscire a trovare questi segni di particolare polarizzazione significa trovare segni dell'influenza avuta dalle onde gravitazionali durante l'era dell'inflazione. Questo è proprio quello che sono riusciti a fare gli scienziati dietro il Telescopio BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), in Antartide.Questa luce ci sta mostrando un momento cruciale dell'infanzia dell'universo è avrà un impatto enorme sulle future teorie e modelli cosmologici. Ci sarà ovviamente bisogno di molte altre osservazioni più dettagliate, specie riguardo alla precisa forza di queste onde gravitazionali, dato che si sono dimostrate più forti di quanto prevedevano i nostri attuali modelli. La forza delle onde gravitazionali è misurata con un valore conosciuto come "r", ed è stato scoperto un valore r= 0.2, che è molto più alto del valore r < 0.11 anticipato dalla missione europea Planck, che aveva misurato in altissimo dettaglio il fondo di radiazione cosmica. C'è ovviamente un po' di tensione con i risultati precedenti e ci sono molte differenti proposte per risolvere questa tensione, ma ognuna ha i suoi pregi e svantaggi e non è facile scegliere la più giusta. Quindi se da una parte i cosmologi possono gioire per una grande scoperta, dall'altra parte, c'è molto lavoro da fare perché non tutto si è dimostrato come previsto dalle teorie (è anche uno dei fattori più eccitanti). Questi risultati però devono prima passare per una lunga e ardua revisione paritaria da parte della comunità scientifica. Prima di parlare di nuove storiche certezze, serviranno ulteriori verifiche e prove indipendenti dei risultati. Tutto sommato però, se la scoperta sarà confermata, stiamo parlando di qualcosa che sarebbe premiabile con il Nobel un giorno. Si tratta di un enorme passo avanti nella cosmologia! In conclusione, vi lascio con una riflessione: pensate che adesso siamo in grado di andare a vedere cos'è successo a meno di 10 trilioni di trilioni di trilionesimi di secondo dopo il Big Bang! Wow!
Fonte: http://www.link2universe.net
