Sulle orme dei Premi Nobel: il satellite Plance

Sulle orme dei Premi Nobel: il satellite Plance da Duilio Pacifico Member of Media. ESA lis Italy

?INTERVISTA 34-2006. Il premio Nobel per la Fisica del 2006 è stato assegnato a John C. Mather e George F. Smoot, per le loro ricerche nel settore dell’astrofisica legate all’utilizzo del satellite COBE della NASA. Perchè questo premio??- ?Tra il 1964 e il 1965, i fisici americani Arno Penzias e Robert Wilson (Premio Nobel 1978) scoprirono casualmente l’esistenza di una radiazione nella frequenza delle microonde che aveva caratteristiche straordinarie: appariva sempre identica a se stessa indipendentemente dalle condizione del tempo, dalla stagione dell’anno, dal luogo da cui si effettuavano le osservazioni, dal fatto che fosse giorno o notte. Si trattava, cioè, di una radiazione omogenea e isotropa. È come se fossimo letteralmente immersi in un bagno di radiazione a microonde. Come interpretare questo fatto sconvolgente?
La risposta, in realtà , era già pronta: negli anni ’40 era stata sviluppata una teoria che prediceva l’esistenza di una radiazione cosmica di fondo, proprio nella frequenza delle microonde, nell’ipotesi che l’universo avesse avuto origine da un evento come quello descritto dalla teoria del Big Bang. In ultima analisi, insomma, la scoperta della radiazione cosmica di fondo è stato uno degli indizi più convincenti a supporto del Big Bang.
COBE (COsmic Background Explorer), che è stato lanciato nel 1989 dalla NASA, ha proseguito lungo questa direzione, osservando con un dettaglio senza precedenti la radiazione cosmica di fondo. - ?- 
Ma quale è l’origine di questa radiazione a microonde??- ?La radiazione cosmica di fondo è una conseguenza della nascita stessa dell’universo. È l’universo medesimo che la emette a causa del suo stato energetico, non un corpo specifico o una classe di sorgenti celesti. Secondo la teoria del Big Bang, infatti, una frazione di secondo dopo la sua creazione l’Universo era costituito da un brodo di particelle e di radiazione elettromagnetica in equilibrio. Proprio a causa di questo equilibrio, la radiazione ha una caratteristica che la rende particolarmente semplice: la distribuzione della sua intensità lungo le varie lunghezze d’onda, cioè quello che tecnicamente si chiama spettro " dipende da un solo parametro, la temperatura.
COBE ha ottenuto due risultati fondamentali. Ha misurato con grande precisione la temperatura della radiazione in 2,725 K, che non è la temperatura a cui la radiazione è stata emessa, ma quella a cui la misuriamo oggi: a causa dell’espansione dell’universo la radiazione " non solo la materia " si è raffreddata.
COBE ha misurato anche piccole variazioni di una parte su centomila di questa temperatura: queste fluttuazioni corrispondono a fluttuazioni di densità nell’univero primordiale. Le quali " a loro volta " sono i “semi” dai quali si sono formati gli ammassi di galassie, le galassie, le stelle stesse. Attraverso COBE abbiamo visto gli embrioni dell’universo così come lo conosciamo. ?- ?L’eredità di COBE sarà raccolta dal satellite Planck, che l’ESA lancerà nel 2008. Che informazioni in più pensiamo di raccogliere con questo nuovo satellite?
La cosmologia osservativa è ancora una scienza giovane: COBE ha sollevato molte domande, alle quali, negli anni successivi, sono arrivate risposte parziali da missioni scientifiche come Boomerang, un’impresa italo-americana realizzata grazie a rivelatori posti su un pallone aerostatico, o WMAP un satellite della NASA.
Il satellite Planck dell’ESA non solo si inserisce in questa linea di ricerca, ma promette di realizzare un vero e proprio balzo in avanti. Attraverso Planck cercheremo di comprendere la struttura fondamentale dell’universo-bambino. Cercheremo di capire come si sono formati i superammassi di galassie e le galassie stesse a partire da quello stato di contrazione spaventosamente energetica in cui l’universo si trovava. Cercheremo di capire se è vero, come alcuni indizi indicano, che l’Universo è stato coinvolto in una fase di espansione parossistica, detta “inflazione”, che lo ha portato a dilatarsi in una frazione di secondo a dimensioni paragonabili a quelle attuali.
Sono obiettivi estremamente ambiziosi, naturalmente. Per raggiungerli Planck è dotato di strumenti che nel complesso lo rendono mille volte più potente di COBE. ?
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