Planck mette in dubbio i risultati di BICEP2 sulle onde gravitazionali

I dati del satellite europeo Planck, al momento ancora in fase di analisi, hanno misurato le interferenze che potrebbero aver contaminato l’osservazione di BICEP2 che nel marzo 2014 avevano trovato traccia delle onde gravitazionali primordiali.

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La radiazione cosmica di fondo (CMB, cosmic microwave background) osservata da Planck.|ESA/Planck Collaboratio
Gli scienziati della collaborazione Planck hanno appena pubblicato i risultati di una serie di verifiche approfondite sulla scoperta del progetto BICEP2 (l’osservatorio in Antartide), che questa primavera aveva dichiarato di aver rilevato alcuni effetti diretti delle onde gravitazionali sulla radiazione cosmica di fondo, una scoperta (potenzialmente) epocale negli studi in cosmologia.
 
Già durante l'estate erano stati sollevati diversi dubbi sulla scoperta di BICEP2. In particolare diversi ricercatori avevano puntato il dito sulla possibile contaminazione del segnale registrato all'Antartide. Gli scienziati di BICEP2 - pur rimanendo aperti a critiche e a verifiche - lo avevano escluso. Ora però l’analisi dei dati del satellite Planck, condotta soprattutto dal team di fisici della SISSA di Trieste, dimostra che l’effetto di fonti contaminanti, come i gas della nostra galassia, è invece possibile.
 
Le onde gravitazionali. Nessuno ha mai osservato direttamente le onde gravitazionali, fenomeni previsti dalla Relatività Generale di Einstein, e la loro scoperta avrebbe implicazioni importantissime nello studio dell’Universo.
 
Lo scorso marzo però il team dietro al progetto BICEP2 ha fatto un annuncio storico: l’osservatorio antartico avrebbe infatti rilevato un segnale imputabile proprio alle onde gravitazionali. Nello studio si sostiene di aver escluso i possibili contaminanti (altre fonti che possono aver generato lo stesso segnale) e che dunque l’osservazione è da ritenersi genuina. Non tutti però la pensano così e molti scienziati hanno avanzato dei dubbi.
L'eperimento BICEP2 visto da Plank.
La figura mostra il segnale (linea continua nera) che l'esperimento BICEP2 aveva ipotizzato come spiegazione dei propri risultati, in termini di onde gravitazionali cosmologiche. Le bande rappresentano i dati di Planck sull'intensità della polvere Galattica come contaminante al segnale. Come è visibile, il segnale contaminante osservato da Planck può spiegare, dentro l'incertezza strumentale, l'intera osservazione di BICEP2. | ESA/Planck Collaboratio
Le verifiche. Per verificare l’osservazione il team che lavora all’analisi dei dati del satellite Planck (che vede collaborare la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati SISSA di Trieste, INAF-OATS e Università di Trieste a uno dei due Data Processing Centres) ha dunque condotto una serie di analisi nella stessa porzione di cielo osservata da BICEP2, sia nelle stesse frequenze che in una gamma più ampia. Lo studio, ora disponibile sugli archivi arXiv (e che sarà pubblicato su Astronomy & Astrophysics), spegne almeno in parte l’entusiasmo. «Secondo la nostra analisi purtroppo l’effetto dei contaminanti, in particolare i gas presenti nella nostra galassia, non si può affatto escludere», spiega Carlo Baccigalupi, cosmologo della SISSA fra gli autori della ricerca.

 
La forza di Planck – che offre un quadro del cielo a grana più grossolana di quella di BICEP2 – è che osserva l’Universo in una gamma di frequenze molto ampia (nove bande da 30 a 857 ghz, contro l’unica frequenza sui 150 ghz di BICEP2). È proprio questa immagine “multipla” che ha permesso agli scienziati di Planck di stabilire che l’effetto del contaminante ci potrebbe essere.
 
Buone o brutte notizie? La notizia non è del tutto cattiva però, e potrebbe al contrario rivelarsi “feconda”: «abbiamo già iniziato una collaborazione con BICEP2. Stiamo confrontando direttamente i dati di Planck e i loro, nella stessa frequenza, 150 ghz, e cercando di sfruttare l'immagine dei contaminanti che raggiungiamo con Planck in altre frequenze», continua Baccigalupi. «In questo modo speriamo di dare una risposta definitiva. Potremmo infatti arrivare a stabilire che si trattava di una contaminazione, ma, essendo ottimisti, potremmo anche riuscire a escluderla con sicurezza. In questo modo Planck potrebbe dare un contribuito fondamentale alla scoperta dell'impronta di onde gravitazionali dal Big Bang nella radiazione cosmica di fondo. Una tale scoperta aprirebbe una finestra del tutto nuova e panorami sconosciuti nello studio dell'Universo primordiale e della Fisica alle altissime energie».

 

Tratto dal materiale stampa della Scuola Superiore SISSA di Trieste

22 Settembre 2014