[Dopo il Big Bang, la prima aurora dell'universo
In
espansione, vecchio di 13,7 miliardi di anni, composto al 73 per cento da
energia scura la cui natura ancora sfugge agli scienziati. La nuova mappa del
cosmo disegnata dalle rilevazione del satellite Map
Sembra
proprio che le ipotesi che gli scienziati stanno formulando sull'età e sulla
forma dell'universo siano quelle giuste. La conferma questa volta non viene
dalla stratosfera, come con il pallone Boomerang che dai cieli dell'Antartide
ha disegnato il profilo dell'universo bambino. Arriva piuttosto da molto più in
alto: è il frutto di un anno di lavoro del satellite americano Map (Microwave
anisotropy probe), lanciato nell'estate del 2001 per disegnare una
mappa di tutto il cielo alle frequenze delle microonde. Con i dati raccolti
durante un anno di osservazioni, gli scienziati della Nasa sono stati in grado
di costruire una immagine a macchie del cielo, dove ogni macchia indica
maggiori o minori differenze di temperatura fra i diversi punti. Cioè le
«anisotropie» che hanno disegnato le galassie. Map è figlio del primo
importante satellite per la cosmologia: si tratta del satellite Cobe (Cosmic
microwave background explorer), lanciato sempre dalla Nasa nel
1989 e che nel 1992 fornì agli astronomi la conferma inoppugnabile che non
viviamo in un universo stazionario - come sosteneva fra gli altri Fred Hoyle -
ma che la teoria del Big Bang è quella in grado di spiegare meglio l'universo
che osserviamo. Non che prima gli scienziati avessero molti dubbi: al
contrario, le prove a favore della grande esplosione primordiale da cui avrebbe
avuto origine ogni cosa si stavano lentamente accumulando. Ma Cobe fornì l'impronta
digitale del Big Bang: misurò precisamente la temperatura, residuo
dell'esplosione, e osservò - pur se con risoluzione bassa - le tracce lasciate
dalla formazione delle grandi strutture dell'universo, come le galassie e gli
ammassi di galassie.
Ora Map fa un passo in più e misura i parametri fondamentali
dell'universo, come l'età, la composizione, la densità, il tasso di espansione.
Molti di questi risultati sono in parte noti: l'età per esempio si conferma
essere di circa 13,7 miliardi di anni. Il più importante costituente rimane
l'energia scura (dark energy), che costituisce
ben il 73% del contenuto dell'universo. Un po' inquietante, a pensarci, dato
che non è del tutto chiara neppure ai fisici la natura profonda di questa
quantità, prevista solo come costante cosmologica nelle formule. Il 23% poi è
costituito da materia scura, mentre solo il 4% è costituito da materia come la
conosciamo, sotto forma di atomi.
«Il principale merito di Map è quello di aver osservato
tutto il cielo», dice Paolo de Bernardis, capo del progetto Boomerang, «e di
averne quindi fornito una mappa completa. I loro dati sono più precisi, perché
hanno potuto calibrare meglio gli strumenti. Abbiamo confrontato la loro mappa
con le zone di cielo dove abbiamo effettuato le nostre misure: e torna tutto.
Anche noi quindi siamo molto contenti di questi risultati: confermano che il
quadro cosmologico è in linea con quello che ci stiamo immaginando».
Ma il satellite americano sta regalando agli scienziati
anche un risultato inedito. Si tratta della registrazione del momento in cui si
sono accese le prime stelle. «Ci si aspettava che i primi oggetti a formarsi -
dice ancora de Bernardis - fossero stelle molto massicce, luminose soprattutto
nell'ultravioletto. L'immagine che vediamo oggi nelle microonde proviene da un
momento circa 380mila anni dopo il Big Bang, quando la radiazione luminosa si
disaccoppiò dalla materia. Ma prima di arrivare a noi, una parte di questa luce
venne di nuovo bloccata da queste stellone, circa 200 milioni di anni dopo il
Big Bang. Map è riuscito a stabilire il momento in cui questo è avvenuto».
«I risultati di Map - commenta Fabio Governato,
dell'università di Washington a Seattle - confermano che i modelli basati
sull'ipotesi di una materia scura fredda sono quelli che funzionano meglio. Si
tratta di particelle esotiche sconosciute (anche se ci sono dei candidati), che
sono immobili e subiscono solo la forza di gravità, grazie alla quale si
formano mano a mano tutte le strutture».
Ma la ricerca va avanti: il gruppo di de Bernardis è al
lavoro sui dati della seconda spedizione di Boomerang, che potranno confermare
come l'universo si sia espanso dopo il Big Bang. Tra l'altro, il pallone è
rimasto in Antartide, perché è atterrato in una zona impervia. Lo recupereranno
solo la prossima estate australe. Anche l'Agenzia spaziale europea prevede nel
2008 il lancio di un satellite cosmologico, Planck, che misurerà con maggiore
precisione di Map le perturbazioni nella radiazione di fondo.
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