Spazio

È possibile intercettare le onde gravitazionali del Big Bang?

Quello che avvenne un istante dopo il Big Bang avrebbe prodotto onde gravitazionali che, 13 miliardi di anni dopo, sarebbe ancora possibile rilevare. Non rimane che cercarle...

L’esistenza delle onde gravitazionali è ormai assodata: ora non rimane che cercarne altre per poter indagare nei misteri dei grandi fenomeni che avvengono nell’Universo, come lo scontro tra buchi neri e le stelle di neutroni. Ma c'è un obiettivo ancora più ambizioso: fin dal momento in cui vennero scoperte ci si chiese se mai avremmo potuto rilevare le onde gravitazioni prodotte dal Big Bang.

In teoria, sì. Con uno studio pubblicato su Physical Review Letters, ricercatori dell'università di Basilea (Svizzera) e del Max Planck Institut (Monaco, Germania) sostengono che le onde gravitazionali che si ebbero subito dopo il Big Bang (e per subito si intende quel che avvenne 10-35 (0,00000000000000000000000000000000001) secondi dopo l’esplosione) possono ancora oggi essere rilevate, se cercate nel modo giusto.

Physical Review Letters
Così viene rappresentato il movimento della particella inflatone, ossia un'oscillazione tra uno stato di alta ad uno di bassa energia.

Inflatoni, oscilloni e onde gravitazionali. Secondo la teoria più accettata che spiega la nascita dell’Universo, dopo 10-35 secondi dal Big Bang, l’Universo, che aveva una dimensione miliardi di volte più piccola di un protone (una particella che compone il nucleo degli atomi), si espanse fino a diventare grande come un pallone da basket.

Il fenomeno è stato chiamato inflazione (ossia espansione accelerata), innescata da un'ipotetica particella casualmente chiamata inflatone, la quale, oscillando tra stati di massima e minima energia, avrebbe determinato l'espansione dell'Universo e l'emissione di enormi quantità di radiazioni.

NASA
Le disomogenità dell'Universo primordiale e attuale vennero segnate dalla differenza di energia prodotta durante l'inflazione

Le irregolarità nella distribuzione della radiazione sarebbero la causa della disomogeneità della materia che costituisce l’Universo dei nostri giorni.

Oggi si ipotizza che le oscillazioni dell’inflatone, chiamate oscilloni, siano come onde che hanno portato l’Universo da uno stato iniziale a uno successivo, nel quale regnava la radiazione elettromagnetica.

In questo quadro di "meta-fisica" si inserisce la ricerca condotta da Francesco Cefalà, Stefano Orani e Stefan Antusch: le oscillazione degli inflatoni, gli oscilloni, produssero onde gravitazionali la cui intensità era tale che ancora oggi le si potrebbero rilevare. Esse, tra l’altro, avrebbero una frequenza assolutamente diversa da tutte le altre onde gravitazionali e quindi sarebbero “facili” da individuare.

La sfida è aperta e se si dovessero realmente trovare tracce di quell'evento saremo forse anche capaci di leggervi qualche dettaglio dell'Universo appena dopo il Big Bang.

Nel disegno l'espansione dell'Universo.
14 febbraio 2017 Luigi Bignami
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