Una nuova immagine dettagliata dell'universo infantile, in cui il rosso indica punti caldi e blu per le aree più fresche. Credito immagine: NASA / WMAP Clicca per ingrandire
Gli scienziati hanno raccolto nuove prove a sostegno della teoria inflazionistica dell'espansione grazie a nuovi dati provenienti dalla Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) della NASA. L'astronave ha fatto continue osservazioni della radiazione cosmica di fondo; il bagliore del Big Bang. Queste ultime osservazioni hanno prodotto una mappa del cielo così dettagliata che gli scienziati sono stati in grado di tracciare il modo in cui le fluttuazioni microscopiche nell'Universo primordiale sono state ingrandite in un trilionesimo di secondo di rapida espansione per creare le stelle e le galassie che vediamo oggi.
Gli scienziati che guardano indietro alla luce più antica dell'universo hanno nuove prove a supporto del concetto di inflazione. Il concetto pone l'universo espanso molte trilioni di volte la sua dimensione in meno di un trilionesimo di secondo all'inizio del big bang.
Questa scoperta, fatta con Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) della NASA, si basa su tre anni di continue osservazioni del fondo cosmico a microonde (CMB), la luce del bagliore prodotto quando l'universo aveva meno di un milione di anni.
I dati di polarizzazione WMAP consentono agli scienziati di discriminare per la prima volta modelli concorrenti di inflazione. Questa è una pietra miliare nella cosmologia. "Ora possiamo distinguere tra diverse versioni di ciò che è accaduto nel primo trilione di secondo dell'universo", ha dichiarato il ricercatore principale WMAP Charles Bennett della Johns Hopkins University di Baltimora. "Quanto più WMAP osserva, tanto più rivela come il nostro universo sia cresciuto da microscopiche fluttuazioni quantistiche alle vaste distese di stelle e galassie che vediamo oggi."
I precedenti risultati WMAP si sono concentrati sulle variazioni di temperatura di questa luce, che ha fornito un'età precisa dell'universo e approfondimenti sulla sua geometria e composizione. Le nuove osservazioni WMAP forniscono non solo una mappa della temperatura più dettagliata, ma anche la prima mappa a cielo pieno della polarizzazione del CMB. Questa importante svolta consentirà agli scienziati di ottenere una visione molto più approfondita di ciò che è accaduto nel primo trilione di secondo dell'universo. I risultati WMAP sono stati inviati al diario astrofisico e sono pubblicati all'indirizzo
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
La fisica del Big Bang descrive come la materia e l'energia si siano sviluppate negli ultimi 13,7 miliardi di anni. L'osservazione di WMAP della coltre di radiazioni fresche di microonde che permea l'universo mostra schemi che segnano i semi di ciò che è cresciuto in stelle e galassie. I motivi sono minuscole differenze di temperatura all'interno di questa luce straordinariamente uniforme. WMAP rileva le fluttuazioni di temperatura a livelli più fini di un milionesimo di grado.
WMAP può risolvere le caratteristiche dello sfondo cosmico a microonde in base alla polarizzazione o al modo in cui la luce viene modificata dall'ambiente attraverso il quale passa. Ad esempio, la luce solare che si riflette su un oggetto lucido è polarizzata. Il confronto tra la luminosità di ampie funzioni e le caratteristiche compatte sullo sfondo delle microonde, o la luce del bagliore, aiuta a raccontare la storia dell'universo infantile. Una previsione di lunga data era che la luminosità sarebbe stata la stessa per le caratteristiche di tutte le dimensioni. Al contrario, le versioni più semplici dell'inflazione prevedono che la luminosità relativa diminuisca quando le funzionalità si riducono, una tendenza osservata nei nuovi dati.
"Questo è un territorio nuovo di zecca", ha dichiarato il membro del team WMAP Lyman Page dell'Università di Princeton a Princeton, N.J. "I dati di polarizzazione diventeranno più forti man mano che WMAP continua a osservare lo sfondo delle microonde. I nuovi risultati di WMAP aumentano l'urgenza di cercare il segno d'onda gravitazionale dell'inflazione. Se si vedessero onde gravitazionali nelle misurazioni future, ciò costituirebbe una solida prova dell'inflazione. "
Con una mappa della temperatura più ricca e la nuova mappa di polarizzazione, i dati WMAP favoriscono le versioni più semplici di inflazione. Generalmente, l'inflazione presuppone che, all'inizio del big bang, le fluttuazioni quantistiche - esplosioni di energia di breve durata a livello subatomico - siano state convertite dalla rapida espansione inflazionistica in fluttuazioni della materia che alla fine hanno permesso la formazione di stelle e galassie. Le versioni più semplici dell'inflazione prevedono che anche le fluttuazioni di dimensioni maggiori saranno le più forti. I nuovi risultati di WMAP favoriscono questa firma.
La teoria dell'inflazione prevede che queste stesse fluttuazioni abbiano anche prodotto onde gravitazionali primordiali la cui distorsione dello spazio-tempo lascia un segno nella polarizzazione del CMB. Questo sarà un obiettivo importante delle future misurazioni della CMB che, se trovato, fornirebbe una straordinaria conferma dell'inflazione.
"L'inflazione è stata un concetto straordinario quando è stata proposta per la prima volta 25 anni fa e ora possiamo supportarla con dati reali", ha affermato il membro del team WMAP Gary Hinshaw del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md.
WMAP, una partnership tra Goddard e Princeton, è stata lanciata il 30 giugno 2001. Il team di WMAP comprende ricercatori di università e istituti statunitensi e canadesi. Per immagini e informazioni sul Web su WMAP, visitare:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Fonte originale: Comunicato stampa NASA
