Scoperte Recenti sul Fondo Cosmico a Microonde
Recentemente, è stata realizzata una delle immagini più dettagliate della prima luce che ha attraversato l’Universo. Dopo cinque anni di osservazioni incessanti, il Telescopio di Cosmologia Atacama (ACT) ha prodotto la mappa più precisa del fondo cosmico a microonde (CMB). Questa radiazione tenue, che permea l’Universo, è emersa circa 380.000 anni dopo il Big Bang. I risultati ottenuti offrono una visione più chiara dell’infanzia dell’Universo, rivelando informazioni cruciali sulla massa presente e le sue dimensioni. Tuttavia, la costante di Hubble, una delle sfide più grandi della cosmologia, rimane irrisolta. I dettagli di queste scoperte sono stati pubblicati in tre articoli preprint disponibili sul sito web dell’ACT della Princeton University.
La Ricombinazione e la Prima Luce
È fondamentale comprendere che non possiamo osservare direttamente il Big Bang. L’Universo primordiale era avvolto in una densa nebbia di plasma ionizzato, che impediva il passaggio della luce. Solo circa 380.000 anni dopo il Big Bang, le particelle iniziarono a combinarsi in gas neutro, principalmente idrogeno, in un evento noto come l’Epoca della Ricombinazione. Questo processo ha permesso alla luce di fuoriuscire, propagandosi attraverso l’Universo. Questa prima luce è ciò che oggi conosciamo come fondo cosmico a microonde, un elemento chiave per comprendere la storia dell’Universo.
La Creazione della Mappa del CMB
Dopo circa 13,4 miliardi di anni, il CMB si presenta come una radiazione estremamente debole e a bassa energia. Questo richiede lunghe osservazioni e un’analisi approfondita per estrarre informazioni significative. La creazione di una mappa del CMB è stata un’impresa che ha richiesto decenni di lavoro. La prima mappa dell’intero cielo è stata rilasciata nel 2010 grazie ai dati raccolti dal telescopio spaziale Planck. Da quel momento, gli scienziati hanno continuato a perfezionare la risoluzione della mappa, ottenendo una comprensione più profonda delle origini del nostro Universo. L’ultimo rilascio di dati dall’ACT ha fornito una rappresentazione dell’intensità e della polarizzazione del CMB con una chiarezza senza precedenti.
La Polarizzazione della Luce e le Sue Implicazioni
La polarizzazione della luce, che indica il grado di rotazione di un’onda luminosa, consente agli astronomi di dedurre la natura degli ambienti attraverso cui la luce ha viaggiato. Staggs ha spiegato: “In passato, eravamo in grado di localizzare gli oggetti, ma ora possiamo anche osservare il loro movimento”. Questo fenomeno è paragonabile all’uso delle maree per dedurre la presenza della Luna. Il movimento tracciato dalla polarizzazione della luce fornisce informazioni sulla forza dell’attrazione gravitazionale in diverse regioni dello spazio. Il CMB rappresenta quindi uno strumento fondamentale per misurare l’evoluzione dell’Universo, permettendo di osservare il suo stato attuale e confrontarlo con momenti passati della sua storia.
La Massa dell’Universo e la Materia Oscura
La cosmologa Erminia Calabrese dell’Università di Cardiff ha dichiarato: “Abbiamo misurato con maggiore precisione che l’Universo osservabile si estende per quasi 50 miliardi di anni luce in tutte le direzioni da noi”. Questa massa equivale a 1.900 ‘zetta-soli’, ovvero quasi 2 trilioni di trilioni di soli. Tuttavia, la maggior parte di questa massa è invisibile. La materia barionica, quella che possiamo rilevare, costituisce solo 100 zetta-soli della massa totale dell’Universo. Gli altri elementi presenti hanno una massa così esigua da non influenzare significativamente il bilancio complessivo. Inoltre, 500 zetta-soli sono attribuiti alla materia oscura invisibile, mentre i restanti 1.300 zetta-soli sono associati all’energia oscura, la forza invisibile che accelera l’espansione dello spazio.
La Costante di Hubble e le Sue Discrepanze
Questa complessità ci porta a considerare la costante di Hubble, che rappresenta il tasso di espansione dell’Universo. Le misurazioni dell’Universo distante, basate su dati come il CMB, indicano un tasso di espansione più lento rispetto a quelle dell’Universo locale. In termini numerici, il primo tasso è di circa 67 o 68 chilometri al secondo per megaparsec, mentre il secondo si attesta intorno ai 73 o 74 chilometri al secondo per megaparsec. Questa discrepanza è affascinante e merita un’analisi approfondita. La nuova mappa del CMB ha fornito una costante di Hubble di 69,9 chilometri al secondo per megaparsec, una delle misurazioni più rigorose finora ottenute. Staggs ha osservato: “È stato sorprendente non trovare nemmeno prove parziali a sostegno del valore più alto. Questo rimane un problema aperto”.
Conclusioni sulle Scoperte Cosmologiche
La mappa, con le sue sfumature di arancione e blu, ci avvicina a una comprensione più profonda di questi misteri, testimoniando la curiosità insaziabile e l’ingegnosità della scienza umana. Jo Dunkley, astrofisica della Princeton University, ha concluso: “Possiamo vedere fino a ritroso attraverso la storia cosmica, dalla nostra stessa Via Lattea a galassie lontane”. I tre articoli che documentano queste scoperte sono disponibili sul sito web di Princeton. Queste ricerche non solo ampliano la nostra comprensione dell’Universo, ma pongono anche nuove domande che stimolano ulteriori indagini scientifiche.
