Planck svela il vero volto dell'Universo appena nato

Ecco la mappa più completa mai elaborata finora del cosmo appena dopo il Big Bang. È il risultato dei primi 15 mesi e mezzo di lavoro di Planck, il telescopio dell'ESA, che ha fornito anche alcuni dati ulteriori sull'Universo primordiale. Per esempio, è un po' più vecchio di quanto stimato finora: ha 13,82 e non 13,7 miliardi di anni.

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La mappa più precisa mai acquisita dell'Universo primordiale è quella fornita dal telescopio spaziale Planck, dell'Agenzia Spaziale Europea. Foto: ESA. |
In sintesi

- La mappa dell'Universo primordiale elaborata da Planck mostra i residui fossili della luce primigenia del Big Bang;

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Secondo le prime analisi, l'Universo sarebbe 80 milioni di anni più vecchio del previsto;

- Sarebbero da rivedere le percentuali di materia oscura, materia ordinaria ed energia oscura;

- L'Universo, a 380 mila anni d'età, prima di iniziare la sua espansione era grande come un pompelmo.

Abbiamo mappe ultradettagliate di qualunque angolo di Terra, ma la mappa per eccellenza, quella dell'Universo che ci accoglie, è stata svelata solo poche ore fa a Parigi, in un'attesissima conferenza stampa dell'ESA sui risultati del lavoro del telescopio spaziale Planck lanciato nel 2009 dall'Agenzia spaziale europea.

Il super occhio astronomico ha scrutato il cielo a caccia della radiazione cosmica di fondo a microonde, la traccia residua del Big Bang (una sorta di fossile della luce primigenia dell'Universo).

Per scovarla, ha lavorato su frequenze comprese tra le bande di frequenza da 30 a 857 GHz, ricavando infine l'immagine più accurata mai vista finora della luce primordiale "impressa" nello spazio quando l'Universo aveva appena 380 mila anni.

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L'immagine che vedete è il risultato di 15 mesi e mezzo di raccolta dati del telescopio e di un successivo lavoro di "pulizia" e scrematura da parte degli scienziati dell'ESA. All'epoca della foto, l'Universo non era altro che una "zuppa" di elettroni, protoni e fotoni mischiati a una temperatura di 2700 °C. Quando finalmente protoni ed elettroni si unirono dando origine ai primi atomi di materia, la luce fu liberata e continuò a riempire l'Universo in espansione: quello che vediamo oggi non è che un residuo di questa luce, sotto forma di microonde.

La mappa mostra anche lievi fluttuazioni di temperatura che corrispondono alle zone a più alta densità di materia, dove si svilupparono i semi dell'Universo attuale: stelle e pianeti. Queste fluttuazioni, emerse durante il Big Bang, si diffusero in breve a macchia d'olio durante una fase di espansione accelerata conosciuta come inflazione.

Analizzando queste fluttuazioni gli scienziati riescono a trarre preziose informazioni sulla composizione dell'Universo dalla sua nascita ad oggi e data la straordinaria precisione delle misurazioni del telescopio, le sue osservazioni hanno riservato alcune sorprese, annunciate nella conferenza stampa di oggi.
Le osservazioni di Planck, infatti mostrano con dettaglio mai raggiunto prima ciò che i passati satelliti Cobe e WMap della Nasa avevano solamente fatto intuire a grandi linee (vedi). Quelle che in passato erano sembrate anomalie o errori di rilevamento, sono state smascherate da Planck e sono caratteristiche su cui indagare seriamente. Ecco qualche esempio.

 

- Innanzitutto, l'Universo sembra essere un po' più vecchio di quanto ci aspettassimo: mentre WMAP (il satellite della Nasa lanciato nel 2001 che prima di Planck aveva compiuto analoghe osservazioni, leggi qui) aveva attribuito al cosmo un'età di circa 13,7 miliardi di anni, ora Planck gli attribuisce circa 80 milioni di anni in più. In termini astronomici, è l'equivalente di un paio di capelli bianchi in più.

- La costante di Hubble, che indica la velocità di espansione dell'Universo, sarebbe secondo i dati di Planck da rivedere al ribasso: 67,15 più o meno 1,2 chilometri/secondo/megaparsec. Un megaparsec equivale a circa 3 milioni di anni luce.

- La distribuzione di materia oscura e energia oscura è cambiata rispetto alle stime precedenti: la prima si attesta intorno al 26,8% (un quinto in più rispetto a quanto previsto) mentre l'energia oscura costituirebbe il 68,3% dell'Universo, meno di quanto si credesse.

- La "materia "ordinaria", quella che costituisce stelle, pianeti e galassie, sarebbe passata dal 4% al 4,9% dell'intero Universo.

- Nel suo primissimo stadio (frazioni di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang) l'Universo avrebbe attraversato una fase di inflazione, una violentissima espansione spiegabile, secondo gli esperti, con il solito (ig)noto: «Nel Modello Standard della fisica delle particelle vi e' un solo candidato per poter dar luogo a tale epoca inflazionaria: si tratta proprio del bosone di Higgs e cui tracce sono state individuate e confermate recentemente alla macchina acceleratrice LHC del CERN di Ginevra» spiega Antonio Masiero, vicepresidente dell'INFN, l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. «Naturalmente, se il bosone di Higgs del Modello Standard non potesse fungere anche da inflatone (colui che ha provocato l'inflazione), questo aprirebbe un'importante finestra sulla nuova fisica che sta oltre il Modello Standard».

- Il telescopio conferma ed aggiunge alcune anomalie nel modello standard dell'espansione dell'Universo: le fluttuazioni della temperatura della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB) non corrispondono, su larga scala, a quelle previste dal modello corrente; inoltre si nota un'assimmetria delle temperature media agli emisferi opposti del cosmo, come se l'Universo non si fosse espanso allo stesso modo in tutte le direzioni.

Molto si scoprirà dall'analisi dei dati dei prossimi mesi - la prossima tranche di rivelazioni è attesa per il 2014 - ma intanto la comunità scientifica europea gongola alla diffusione dei primi dati raccolti dal gioiellino dell'ESA, che superano di gran lunga le osservazioni compiute dal satellite della Nasa WMAP.

 

In questo video dell'Istituto Nazionale di astrofisica, il punto sull'osservazione di Planck e le sorprese che ha trovato.

 

21 marzo 2013 | Elisabetta Intini