La teoria dell'inflazione propone che l'universo abbia subito un periodo di espansione esponenziale subito dopo il Big Bang. Ma un team di ricercatori ha ora scoperto che le radiazioni gravitazionali possono essere prodotte da un meccanismo diverso dall'inflazione. Quindi questo tipo di radiazione, se alla fine rilevata, non fornirà le prove conclusive della teoria dell'inflazione che una volta si pensava fosse una certezza.
"Se vediamo uno sfondo di onde gravitazionali primordiali, non possiamo più dire con certezza che è dovuto all'inflazione", ha affermato l'astronomo Lawrence Krauss, della Case Western Reserve University.
La teoria dell'inflazione è stata proposta per la prima volta dal cosmologo Alan Guth nel 1981 come mezzo per spiegare alcune caratteristiche dell'universo che avevano precedentemente sconcertato gli astronomi, come il motivo per cui l'universo è così vicino all'essere piatto e perché è così uniforme. Oggi, l'inflazione rimane il modo migliore per comprendere teoricamente molti aspetti del primo universo del Big Bang, ma la maggior parte delle previsioni della teoria sono abbastanza vaghe che, anche se le previsioni fossero osservate, probabilmente non fornirebbero un chiaro- tagliare la conferma della teoria.
Ma la radiazione gravitazionale era considerata una delle predizioni chiave della teoria dell'inflazione, e il rilevamento di questo spettro era considerato tra i fisici come prova della "pistola fumante" che l'inflazione si era effettivamente verificata, miliardi di anni fa.
Le radiazioni gravitazionali sono una predizione della teoria della relatività generale di Einstein. Secondo la teoria, ogni volta che grandi quantità di massa o energia si spostano, interrompe lo spazio-tempo circostante e le increspature emanano dalla regione in cui si verifica lo spostamento. Queste increspature non sono facilmente rilevabili, ma esiste un esperimento progettato per cercare direttamente questa radiazione, il Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) a Livingston, in Louisiana. L'imminente missione Planck, che sarà lanciata nel 2009, la cercherà indirettamente guardando lo sfondo cosmico a microonde.
Fino ad ora si credeva ampiamente che il rilevamento di radiazioni gravitazionali sotto forma di luce polarizzata dal CMB avrebbe confermato la teoria dell'inflazione, poiché si pensava che l'inflazione fosse l'unico modo in cui questa radiazione potesse essere prodotta. Ma Krauss e il suo team hanno sollevato la questione se questa radiazione possa essere inconfondibilmente legata all'inflazione.
Il team di Krauss propone che un fenomeno chiamato "rottura della simmetria" possa anche produrre radiazioni gravitazionali. La rottura della simmetria è una parte centrale della fisica delle particelle fondamentali, in cui un sistema passa dall'essere simmetrico a uno stato a bassa energia che non è simmetrico. La spiegazione di Krauss è che un "campo scalare" (simile a un campo elettrico o magnetico) si allinea quando l'universo si espande. Ma quando l'universo si espande, ogni regione su cui è allineato il campo entra in contatto con altre regioni in cui il campo ha un diverso allineamento. Quando ciò accade, il campo si rilassa in uno stato in cui è allineato sull'intera regione e nel processo di rilassamento emette radiazioni gravitazionali.
Tutto ciò è abbastanza confuso, ma la versione condensata addolcita è che se viene mai rilevata una radiazione gravitazionale, quell'evento non verificherà necessariamente la teoria dell'inflazione. Pertanto, resta da vedere se la teoria dell'inflazione possa mai essere confermata.
L'articolo di Krauss "Nearly Scale Invariant Spectrum of Gravitational Radiation from Global Phase Transitions" è pubblicato nelle lettere di revisione fisica di aprile 2008.
Fonte di notizie originale: comunicato stampa Case Western Reserve University
