La radiazione cosmica di fondo, emessa 380.000 anni dopo il Big Bang, rappresenta la prima luce libera di muoversi attraverso l’universo. Prima di quel momento, i fotoni interagivano costantemente con la materia, impedendoci di utilizzare la luce per esplorare quel periodo. Tuttavia, le onde gravitazionali si propagavano liberamente già in quel tempo, offrendo la possibilità di studiare quel periodo misterioso. Recentemente, un team di ricercatori ha sviluppato gli strumenti matematici necessari per utilizzare le onde gravitazionali a tale scopo.
Il punto di partenza di questa ricerca è l’analisi dell’interazione delle onde gravitazionali con la materia. Queste onde attraversano tutto, inclusi noi, anche se ci comprimono o allungano solo di una frazione delle dimensioni di un atomo. Per misurarle, sono necessari rilevatori estremamente sensibili. Nonostante la loro debole interazione con la materia, è possibile studiare se e come queste interazioni siano rilevabili. Deepen Garg, autore principale dello studio presso il Laboratorio di Fisica del Plasma di Princeton, ha sottolineato che, sebbene siano disponibili alcune formule, ottenere risultati significativi richiederà ulteriori approfondimenti.
Anche se non possiamo osservare direttamente l’universo primordiale, potremmo indirettamente esplorarlo studiando l’influenza delle onde gravitazionali di quel periodo sulla materia e sulla radiazione osservabile oggi. Curiosamente, il punto di partenza di questa ricerca non riguarda le onde gravitazionali, bensì la fisica dei plasmi nei reattori a fusione nucleare, che potrebbero un giorno fornire energia pulita. Sorprendentemente, alcune equazioni che regolano i plasmi possono essere adattate per spiegare le onde gravitazionali, aprendo nuove prospettive di studio.
Le onde gravitazionali rappresentano variazioni nello spazio-tempo che non vengono assorbite da nulla, non proiettando ombre nell’universo. Tuttavia, si ritiene che diversi oggetti celesti, come buchi neri, collisioni di stelle di neutroni, pianeti e stelle, influenzino queste onde. Lo studio delle onde gravitazionali offre quindi un’opportunità unica per comprendere il comportamento di tali corpi celesti ed eventi in modo più approfondito.
Il progetto di ricerca, pubblicato sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, è nato inizialmente come un piccolo esperimento di sei mesi per uno studente universitario. Tuttavia, i ricercatori, tra cui il coautore Ilya Dodin, hanno scoperto un vuoto di conoscenza sull’argomento, spingendoli a intraprendere un lavoro teorico di maggiore portata. Questo studio apre nuove prospettive per la comprensione dell’universo primordiale e dei fenomeni cosmici.
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