Il fisico Sean Carroll ha tenuto un meraviglioso discorso all'incontro dell'American Astronomical Society nel giugno 2008 sulla sua "ricerca speculativa" su ciò che avrebbe potuto esistere prima del Big Bang. (Ecco un articolo sul discorso di Carroll.) Ma ora Carroll e alcuni colleghi hanno fatto un po 'di più che semplicemente speculare su ciò che sarebbe potuto accadere prima dell'inizio del nostro Universo. Carroll, insieme al professore Caltech Marc Kamionkowski e allo studente laureato Adrienne Erickcek, hanno creato un modello matematico per spiegare un'anomalia nell'universo primordiale, e potrebbe anche far luce su ciò che esisteva prima del Big Bang. "Non è più del tutto folle chiedere cosa è successo prima del Big Bang", ha detto Kamionkowski.
La teoria dell'inflazione, proposta per la prima volta nel 1980, afferma che lo spazio si è espanso esponenzialmente nell'istante successivo al Big Bang. "L'inflazione inizia l'universo con una lavagna vuota", descrive Erickcek. Il problema con l'inflazione, tuttavia, è che prevede l'universo iniziato in modo uniforme.
Ma le misurazioni effettuate dalla Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) mostrano che le fluttuazioni del Cosmic Microwave Background (CMB) - la radiazione elettromagnetica che permeava l'universo 400.000 anni dopo il Big Bang - sono circa il 10% più forti su un lato del cielo che su l'altro.
"È un'anomalia certificata", osserva Kamionkowski. "Ma poiché l'inflazione sembra andare così bene con tutto il resto, sembra prematuro scartare la teoria." Invece, il team ha lavorato con la teoria nella loro matematica per affrontare l'asimmetria, poiché una spiegazione per questo "universo pesante da un lato" sarebbe se queste fluttuazioni rappresentassero una struttura lasciata da qualcosa che ha prodotto il nostro universo.
Hanno iniziato testando se il valore di un singolo campo di energia si pensava avesse guidato l'inflazione, chiamata inflaton, era diverso da un lato dell'universo rispetto all'altro. Non ha funzionato, hanno scoperto che se cambiassero il valore medio dell'inflaton, anche la temperatura media e l'ampiezza delle variazioni di energia nello spazio sarebbero cambiate. Quindi esplorarono un secondo campo di energia, chiamato curvaton, che in precedenza era stato proposto di dare origine alle fluttuazioni osservate nel CMB. Hanno introdotto una perturbazione nel campo di curvatura che risulta influenzare solo il modo in cui la temperatura varia da punto a punto attraverso lo spazio, preservandone il valore medio.
Il nuovo modello prevede più punti freddi che punti caldi nella CMB, afferma Kamionkowski. Erickcek aggiunge che questa previsione sarà testata dal satellite Planck, una missione internazionale guidata dall'Agenzia spaziale europea con contributi significativi della NASA, che dovrebbe essere lanciata ad aprile 2009.
Per Erickcek, i risultati del team sono la chiave per comprendere meglio l'inflazione. "L'inflazione è una descrizione di come si è espanso l'universo", aggiunge. "Le sue previsioni sono state verificate, ma cosa lo ha guidato e quanto è durato? Questo è un modo per vedere cosa è successo durante l'inflazione, che ha molti spazi vuoti in attesa di essere riempiti. ”
Ma la perturbazione che i ricercatori hanno introdotto potrebbe anche offrire la prima occhiata a ciò che è accaduto prima del Big Bang, perché potrebbe essere un'impronta ereditata dal tempo precedente all'inflazione. "Tutta quella roba è nascosta da un velo, osservazionalmente", dice Kamionkowski. "Se il nostro modello regge, potremmo avere la possibilità di vedere oltre questo velo."
Fonte: Caltech
