Alle origini dell’universo

Alle origini dell’universo

“Sentito” il suono del Big Bang

Paolo de Bernardis dell’università di Roma la Sapienza e Andrew Lange di CalTech hanno presentato a
Wahington la scoperta.

(Pubblicato il 30 aprile 2001 su Rainet – rai.it)

Un anno dopo, l’esperimento “boomerang” che finì sulle prime pagine dei giornali del mondo per aver
‘fotografato’ il Big Bang, ritorna con nuovi risultati. Lo stesso gruppo internazionale di
ricercatori – guidato da Paolo de Bernardis dell’università di Roma la Sapienza e da Andrew Lange di
CalTech – ha stavolta scoperto il ‘suono’ del Big Bang. La scoperta – che è stata presentata a
Washington al congresso della American Physical Society – ha dimostrato la presenza di onde sonore
nell’universo primordiale e ne ha analizzato il timbro. Queste onde comprimono e rarefanno il gas
incandescente che costituiva luniverso circa 15 miliardi di anni fa.

La scoperta dà supporto alla teoria cosiddetta dell’inflazione, secondo la quale l’universo oggi
osservabile proviene da una minuscola regione subatomica, che venne gonfiata vertiginosamente un
attimo dopo il Big Bang. Raccogliendo la luce proveniente dall’universo primordiale, trasformata in
un flebile fondo di microonde dall’espansione dell’universo, l’esperimento sul pallone stratosferico
Boomerang (Balloon Observations of Extragalactic Radiation and Geophysics) ha fotografato le prime
deboli strutture presenti 15 miliardi di anni fa, quando luniverso era 50.000 volte piu giovane, ed
era un gas incandescente, 1.000 volte piu caldo e un miliardo di volte piu denso di oggi.

Una prima analisi dei dati, che evidenziava solo le strutture piu grandi, era stata pubblicata un
anno fa su Nature, ed aveva suscitato grande attenzione, perche la misura delle dimensioni di queste
strutture aveva permesso di determinare la geometria ‘piatta’ dell’universo. La prima analisi
mostrava che la maggior parte delle strutture aveva dimensioni di circa 1 grado (il doppio del
diametro della luna piena). La teoria di questo fenomeno, sviluppata oltre 30 anni fa dagli
astrofisici Yacob Zeldovich e Jim Peebles, prevedeva anche l’esistenza di strutture piu piccole, in
particolare di dimensioni pari a metà e un terzo delle precedenti. Secondo la teoria, nel gas
incandescente hanno risuonato solo le onde con una lunghezza particolare (circa 300.000 anni luce),
quelle con lunghezza metà, un terzo, e cosi via. Esattamente come in un flauto, in cui risuona
l’onda sonora fondamentale (di lunghezza pari al doppio della lunghezza del tubo), ma anche quelle
di lunghezza pari a meta’ della fondamentale, un terzo e cosi via.

Nell’universo primordiale le onde piu grandi corrispondono alle strutture maggiori misurate da
boomerang l’anno scorso, mentre le armoniche dovrebbero generare strutture piu piccole. “l’analisi
dell’immagine di boomerang e continuata per tutto l’anno scorso – raccontano de Bernardis e Lange –
e oggi e stata presentata una immagine ancora piu nitida, grazie ad una ricostruzione molto piu
accurata del puntamento del telescopio e ad una accurata analisi dell emissione della nostra
galassia. La nuova immagine e stata ottenuta utilizzando anche gli altri rivelatori presenti sulla
navicella, migliorandone ulteriormente la precisione. In questa nuova immagine e possibile vedere
tutti i dettagli delle strutture piu piccole presenti nell’universo primordiale: si è scoperto che
oltre alle strutture di un grado, sono particolarmente abbondanti quelle di dimensioni pari a circa
meta e circa un terzo delle prime”. “Come le armoniche del suono distinguono il timbro di un flauto
da quello di un clarino, cosi le armoniche delle onde primordiali (chiamate in gergo ‘secondo e
terzo picco’ a causa di una particolare visualizzazione matematica) permettono di distinguere il
processo fisico che e avvenuto nell’universo primordiale. La nuova immagine – concludono i due
ricercatori – conferma in modo inequivocabile la presenza delle onde acustiche nell’universo
primordiale, le analizza in dettaglio e le trova in accordo con le previsioni del modello
dell’inflazione”.

30 aprile 2001 su Rainet – rai.it

ascolta il suono del Big Bang: