Cosmologia per tutti
BOOMERANG PER TUTTI: ultime notizie dall'universo
Quanto lontano si può arrivare a guardare nella profondità dell'universo? Questa è forse una delle domande più affascinanti che si affacciano alla mente quando contempliamo il cielo stellato.
Ma guardare lontano, in cosmologia, significa anche guardare indietro nel tempo perché la luce può impiegare anche moltissimi anni per giungere fino a noi attraverso la profondità dell'universo.
La luce catturata da Boomerang è la più antica che si possa vedere. Risale addirittura ad appena 300.000 anni dopo il Big Bang, un tempo antichissimo se pensiamo che oggi l'universo ha oltre 10 miliardi di anni di vita.
Boomerang non ha puntato alla luce di una stella della Via Lattea o ad una galassia lontana, ma ha guardato molto oltre. Ha catturato la radiazione luminosa che era presente nell'universo ben prima della formazione delle stelle e delle galassie e che ancora oggi permea il cosmo come un preziosissimo "fossile" di quell'epoca lontana. È la cosiddetta ``radiazione cosmica di fondo'' (indicata con la sigla CMB, Cosmic Microwave Background, in inglese). Questa radiazione è un tipo di luce che non è visibile ad occhio nudo perché ha una frequenza molto bassa (si tratta di microonde), per cui ha bisogno di particolari strumenti per essere rivelata.
Il rivelatore di Boomerang è stato
montato su una sorta di `mongolfiera'
lanciata dall'Antartide.
La radiazione cosmica di fondo costituisce un ``fossile'' preziosissimo dell'universo primordiale perché ci giunge inalterata dal momento in cui nell'universo, circa 300.000 anni dopo il Big Bang, essa ha smesso di interagire con la materia circostante. Così è possibile per noi oggi avere una immagine del cielo di quell'epoca lontanissima, dopo oltre 10 miliardi di anni.
La prima ``foto'' della radiazione cosmica di fondo risale al 1992 ed è dovuta al satellite americano COBE. Come si può vedere dalla figura qui accanto, questa radiazione non è omogenea, ma presenta delle differenze di temperatura rappresentate dai diversi colori. Il rosso indica le zone più calde e dense. Il blu quelle più fredde e rarefatte.
Queste piccole disomogeneità vengono chiamate fluttuazioni primordiali e, grazie alla forza di attrazione gravitazionale, si sono evolute nel corso della vita dell'universo, fino a dare origine alle strutture che osserviamo oggi: le stelle e le galassie.
Boomerang non ha potuto esplorare tutto il cielo, come aveva invece fatto COBE, ma solo una piccola parte, circa il 2%. Nonostante questo, la precisione del suo strumento è stata estremamente superiore. I dati che ci ha fornito, allora, ci permettono di imparare molte cose nuove sull'universo in cui viviamo. In particolare, l'analisi delle mappe fornite da Boomerang ci ha dà informazioni preziosissime sulla struttura profonda dello spazio-tempo del nostro universo e sul suo contenuto di materia.
La struttura geometrica e il contenuto di materia dell'universo sono due quantità intimamente legate, grazie alla teoria della relatività generale. La densità di materia dell'universo, infatti, può incurvare lo spazio-tempo, determinando una geometria ``sferica'' oppure ``iperbolica''. Solo se la quantità totale di materia è uguale ad un certa quantità critica, allora la geometria globale dell'universo è piatta. In questo caso, la struttura dello spazio su grande scala è la stessa che noi osserviamo nella nostra esperienza quotidiana, quella della geometria euclidea.
Secondo i dati di Boomerang la densità di materia del nostro universo è uguale a quella critica. Questo ha due implicazioni fondamentali: 1) la geometria dell'universo è euclidea (cioè quella `standard') anche su grande scala
2) gran parte della materia presente nel nostro universo è ancora sconosciuta
La quantità di materia luminosa nell'universo -quella materia cioè che possiamo osservare al telescopio grazie alla luce che emette- è molta di meno di quella misurata da Boomerang: appena l'1%. Con altre osservazioni sappiamo che un altro 35% di materia oscura è comunque presente nell'universo senza emettere luce, perché la si può rivelare indirettamente grazie ai suoi effetti gravitazionali nelle galassie. Tutto quel che resta è ancora ignoto.
