Credito d'immagine: NSF
Gli astronomi della National Science Foundation e Caltech hanno creato le immagini più dettagliate mai realizzate della più antica luce emessa dall'Universo. Il team ha utilizzato il Cosmic Background Imager, una serie di sensibili rivelatori a microonde nel deserto cileno, per raccogliere la luce che aveva viaggiato per 14 miliardi di anni per raggiungere la Terra; ci mostra l'universo a soli 300.000 anni, proprio mentre i semi della materia avevano iniziato a formarsi, diventando infine galassie, stelle, pianeti e noi.
Gli astronomi che operano da un remoto altopiano nel deserto cileno hanno prodotto le immagini più dettagliate mai realizzate della più antica luce emessa dall'universo, fornendo una conferma indipendente delle controverse teorie sull'origine della materia e dell'energia.
Spingendo i limiti della tecnologia disponibile, il Cosmic Background Imager (CBI), finanziato dalla National Science Foundation (NSF) e dal California Institute of Technology (Caltech), ha rilevato minuscole variazioni del fondo cosmico a microonde, la radiazione che ha viaggiato sulla Terra per quasi 14 miliardi di anni. Una mappa delle fluttuazioni mostra i primi semi tentativi di materia ed energia che in seguito si evolverebbero in gruppi di centinaia di galassie.
Le misurazioni forniscono anche prove indipendenti per la teoria dell'inflazione a lungo dibattuta, secondo la quale l'universo ha subito una violenta espansione nei suoi primi micro-momenti. Dopo circa 300.000 anni si è raffreddato abbastanza da consentire la formazione dei semi della materia e diventare "trasparente", permettendo alla luce di passare. La CBI osservò i resti di quella radiazione precoce. I dati stanno anche aiutando gli scienziati a saperne di più sulla forza repulsiva chiamata "energia oscura" che sembra sfidare la gravità e costringere l'universo ad accelerare a un ritmo sempre crescente.
"Questa è la ricerca di base nella sua forma più bella ed emozionante", ha dichiarato il direttore della NSF Rita Colwell. “Ogni nuova immagine dell'universo primordiale affina il nostro modello di come tutto ha avuto inizio. Proprio come l'universo cresce e si diffonde, la conoscenza dell'umanità delle nostre origini continua ad espandersi, grazie alla competenza tecnica e alla persistenza paziente di scienziati come questi. "
"Abbiamo visto, per la prima volta, i semi che hanno dato origine a gruppi di galassie, mettendo così le teorie sulla formazione di galassie su una solida base di osservazione", ha dichiarato il leader del team Anthony Readhead di Caltech. "Queste osservazioni uniche ad alta risoluzione forniscono una nuova serie di test critici della cosmologia e forniscono prove nuove e indipendenti che l'universo è piatto ed è dominato dalla materia oscura e dall'energia oscura".
Readhead, con i colleghi di Caltech Steve Padin e Timothy Pearson e altri provenienti da Canada, Cile e Stati Uniti, ha generato le misurazioni più accurate fino ad oggi del fondo cosmico a microonde. Il fondo cosmico a microonde (CMB) è una registrazione dei primi fotoni che sono fuggiti dall'universo in rapido raffreddamento e coalescente circa 300.000 anni dopo l'esplosione cosmica conosciuta come il Big Bang che si crede comunemente abbia dato alla luce l'universo.
I dati del CBI sulle distribuzioni di temperatura nel CMB supportano una modifica della teoria del Big Bang; quella modifica si chiama teoria dell'inflazione. L'inflazione afferma che il plasma caldo dell'universo iniziale ha subito un'espansione estrema e rapida nei suoi primi 10 -32 secondi. Le variazioni di temperatura misurate dal CBI sono di appena 10 milionesimi di grado.
Tracciando i picchi della distribuzione della temperatura, gli scienziati hanno dimostrato che i dati precisi del CBI sono del tutto coerenti con l'inflazione e confermano i risultati precedenti di altri scienziati. Nell'aprile 2000, un team internazionale di cosmologi guidato da Andrew Lange di Caltech ha annunciato la prima prova convincente che l'universo è piatto, cioè la sua geometria è tale che le linee parallele non convergeranno né divergeranno. La squadra di Lange osservò a una frequenza diversa dalla CBI, usando un pallone ad alta quota sorvolato l'Antartide.
Da allora, altri due team - usando metodi indipendenti - hanno rivelato le loro analisi delle variazioni molto deboli di temperatura tra le microonde cosmiche. I quattro strumenti hanno condotto misurazioni precise dei parametri che i cosmologi hanno usato a lungo per descrivere l'universo primordiale. Ogni serie di dati ha offerto nuovi indizi sulla forma del plasma embrionale e ha avvicinato gli scienziati a risposte definitive. NSF ha supportato il lavoro di tutte e quattro le squadre e dei loro strumenti, alcuni dei quali da oltre 15 anni.
Cinque articoli sui dati CBI sono stati presentati oggi all'Astrophysical Journal per la pubblicazione.
Il CBI è composto da 13 interferometri montati su una piattaforma di 6 metri di diametro, che operano a frequenze da 26 GHz a 36 GHz. Situato nel deserto più arido del mondo - l'Atacama - CBI sfrutta la bassa umidità a un'altitudine di 5.080 metri (16.700 piedi). NSF sostiene la ricerca della CBI dal 1995. Il Consiglio Nazionale della Scienza e della Tecnologia del Cile ha fornito il sito della CBI.
Fonte originale: Comunicato stampa NSF
