L'unico modo per sapere com'era l'Universo al momento del Big Bang richiede l'analisi delle onde gravitazionali create all'inizio dell'Universo. Non rilevare le onde fornisce vincoli sulle condizioni iniziali dell'universo e restringe il campo in cui dobbiamo effettivamente cercare per trovarle.
Proprio come ha prodotto lo sfondo cosmico a microonde, si ritiene che il Big Bang abbia creato un'inondazione di onde gravitazionali - increspature nel tessuto dello spazio e del tempo. Dalla nostra attuale comprensione, le onde gravitazionali sono l'unica forma nota di informazione che può raggiungerci senza distorsioni dagli inizi dell'Universo. Sarebbero osservati come uno sfondo “stocastico” o casuale e porterebbero con sé informazioni sulle loro origini violente e sulla natura della gravità che non possono essere ottenute con gli strumenti astronomici convenzionali. L'esistenza delle onde fu predetta da Albert Einstein nel 1916 nella sua teoria della relatività generale.
L'analisi dei dati acquisiti in un periodo di due anni, dal 2005 al 2007, mostra che lo sfondo stocastico delle onde gravitazionali non è stato ancora scoperto. Ma la non scoperta dello sfondo, descritta in un nuovo articolo della Nature del 20 agosto, offre il proprio marchio di spaccato della storia più antica dell'universo.
"Poiché non abbiamo osservato lo sfondo stocastico, alcuni di questi modelli del primo universo che prevedono uno sfondo stocastico relativamente ampio sono stati esclusi", ha affermato Vuk Mandic, assistente professore all'Università del Minnesota e capo del gruppo che ha eseguito il analisi. "Ora sappiamo un po 'di più sui parametri che descrivono l'evoluzione dell'universo quando aveva meno di un minuto."
Secondo Mandic, le nuove scoperte vincolano i modelli di stringhe cosmiche, oggetti che si ritiene siano stati lasciati indietro dall'inizio dell'universo e successivamente estesi a enormi dimensioni dall'espansione dell'universo; le stringhe, dicono alcuni cosmologi, possono formare anelli che producono onde gravitazionali mentre oscillano, decadono e infine scompaiono.
"Poiché non abbiamo osservato lo sfondo stocastico, alcuni di questi modelli dell'universo primordiale che prevedono uno sfondo stocastico relativamente ampio sono stati esclusi", ha affermato Mandic. "Se esistono stringhe o superstringhe cosmiche, le loro proprietà devono conformarsi alle misurazioni che abbiamo fatto, cioè le loro proprietà, come la tensione delle stringhe, sono più vincolate di prima."
Questo è interessante, dice, “perché tali stringhe potrebbero anche essere le cosiddette stringhe fondamentali, che appaiono nei modelli di teoria delle stringhe. Quindi la nostra misura offre anche un modo per sondare i modelli di teoria delle stringhe, cosa molto rara oggi. ”
L'analisi ha utilizzato i dati raccolti dagli interferometri LIGO di Hanford, Wash. E Livingston, La. Ciascuno degli interferometri a forma di L utilizza una divisione laser in due raggi che viaggiano avanti e indietro lungo i lunghi bracci dell'interferometro. I due raggi vengono utilizzati per monitorare la differenza tra le due lunghezze del braccio dell'interferometro.
La prossima fase del progetto, denominata Advanced LIGO, sarà online nel 2014 e sarà 10 volte più sensibile dell'attuale strumento. Permetterà agli scienziati di rilevare eventi cataclismici come collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni a distanze 10 volte maggiori.
L'articolo di Nature si intitola "Un limite superiore all'ampiezza dello sfondo di onde gravitazionali stocastiche di origine cosmologica".
Fonte: EurekAlert
