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Planck: anomalie cosmiche cercasi

Planck: anomalie cosmiche cercasi

Il team del satellite Planck dell’Esa è ancora a caccia di prove in grado di spiegare le anomalie legate al segnale in polarizzazione del fondo cosmico a microonde, anomalie che invece sono state riscontrate nel segnale in temperatura.

Gli ultimi risultati della missione derivano da un’analisi della polarizzazione della radiazione del fondo cosmico a microonde, la luce più antica del cosmo, rilasciata quando l’Universo aveva 380.000 anni.

La prima release pubblicata nel 2013, oltre a produrre la mappa in temperatura del fondo cosmico a microonde (Cmb), con un’accuratezza senza precedenti, Planck ha misurato la polarizzazione di quella radiazione; una caratteristica che contiene l’impronta dell’ultima interazione avvenuta tra la radiazione e le particelle di materia presenti nell’universo primordiale, informazioni aggiuntive e cruciali sulla storia del cosmo.  Ma potrebbe anche contenere informazioni sui primissimi istanti del nostro universo, offrendoci dunque indizi per comprenderne la nascita.

La seconda release, prodotta nel 2015, raccoglieva tutti i dati raccolti durante l’intera durata della missione, ovvero otto survey dell’intero cielo. Oltre ai dati in temperatura, conteneva anche i dati in polarizzazione, ma alcune delle conclusioni alle quali si poteva giungere all’epoca avrebbero richiesto ulteriori conferme, ed erano dunque da maneggiare con cautela. Proprio in questo consiste la grande novità della release finale, del 2018, in cui sia la temperatura sia la polarizzazione sono state determinate in modo accurato. I risultati hanno permesso agli scienziati di confermare che la loro descrizione dell’universo come un luogo fatto di materia ordinaria, materia oscura fredda ed energia oscura, è in gran parte corretta.

La prima mappa realizzata da Planck, però,  ha rivelato anche una serie di anomalie difficili da spiegare. Ad oggi sono due le ipotesi a riguardo: si pensa che tali anomalie potrebbero essere collegate alle fluttuazioni quantistiche della radiazione che permeava l’Universo poco dopo il Big Bang oppure potrebbero significare un qualcosa che va oltre il modello cosmologico standard e che gli scienziati  definiscono una ‘nuova fisica’  poiché se confermata richiederebbe un’estensione delle attuali leggi della fisica.

Una recente analisi, pubblicata su Astronomy and Astrophysics, ha cercato di individuare le anomalie che i dati di Planck hanno portato alla luce, ma non è riuscita a trovare prove significative. Sfortunatamente, i nuovi dati non hanno spinto oltre il dibattito, poiché gli ultimi risultati non confermano né negano la natura delle anomalie ma escludono sempre di più l’ipotesi di una possibile ‘nuova fisica’. «Abbiamo alcuni suggerimenti che ci spingono a credere che nelle mappe di polarizzazione potrebbe esserci un’asimmetria simile a quella osservata nelle mappe di temperatura, anche se rimane statisticamente poco convincente», ha commentato Enrique Martinez Gondalez, co-autore dello studio. La precisione dei dati ottenuti dalla missione ha permesso, per la prima volta, agli scienziati di utilizzare la polarizzazione della radiazione cosmica di fondo per analizzare le cosiddette anomalie di Cmb, precedentemente osservate solo nelle mappe in temperatura. L’analisi dei risultati di Planck è ancora in corso ma gli scienziati ritengono che sia improbabile produrre risultati significativamente nuovi su questo argomento.

Per trovare una risposta concreta sarà necessaria una missione dedicata, per studiare nel dettaglio la polarizzazione della radiazione del fondo cosmico a microonde, ma dovremo aspettare almeno dieci anni.

Lanciato il 14 maggio 2009 dall’Agenzia Spaziale Europea (Esa), Planck è il risultato di una collaborazione internazionale che coinvolge oltre cento istituti di ricerca fra Europea, Stati Uniti e Canada. Alla sua realizzazione l‘Italia ha contributo con un finanziamento dell’Agenzia Spaziale Italiana (Asi). Sul fronte dell’attività di ricerca, il progetto è stato realizzato con il contributo dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf). Per l’industria hanno collaborato ingegneri e tecnici delle aziende Thales Alenia Space (Thales-Leonardo), e la Divisione Avionica di Leonardo Company. Grazie a questa collaborazione è stato ideato, progettato e integrato in Italia uno dei due strumenti di Planck, il Lfi (Low Frequency Instrument), che può rilevare segnali dell’ordine del milionesimo di grado. Principal Investigator di LFI è Reno Mandolesi, dell’Università di Ferrara e associato INAF. L’Italia ha contribuito anche al secondo strumento di Planck, Hfi (High Frequency Instrument), progettando e sviluppando il sottosistema di pre-amplificazione criogenica. Responsabile per la parte italiana è l’astrofisico Paolo de Bernardis dell’università Sapienza di Roma.

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