La radiazione cosmica di fondo — Astronomia, 14–17 anni
L’Universo è pieno di un debolissimo bagliore, lasciato dal suo stato caldo e primordiale. Il suo schema offre agli astronomi un’immagine dell’Universo giovane e mette alla prova le idee sull’origine delle strutture cosmiche.
Un debole bagliore antico
La radiazione cosmica di fondo, o CMB, è la luce liberata quando l’Universo giovane diventò trasparente, circa 380 000 anni dopo l’inizio. L’espansione dello spazio ha allungato e raffreddato quella luce, che oggi viene rilevata soprattutto come microonde provenienti quasi da ogni direzione. È un’istantanea dell’Universo neonato, non l’immagine di un oggetto preciso.
Perché cercare un bagliore antico?
Gli astronomi avevano bisogno di prove sull’Universo prima che esistessero stelle e galassie, non soltanto di modelli. Nel 1965 Arno Penzias e Robert Wilson trovarono un segnale a microonde inatteso, proveniente da ogni direzione. Il segnale coincideva con il bagliore previsto e rese misurabile una storia fino ad allora astratta sull’Universo primordiale.
Leggere una mappa di temperatura
Immagina che una mappa della CMB mostri una zona a 2,7251 K e un’altra a 2,7249 K. Prima si sottrae: 2,7251 − 2,7249 = 0,0002 K, cioè 0,2 millikelvin. Questa differenza minuscola non è una macchia calda spettacolare: è una piccola differenza iniziale di densità. In seguito la gravità ha fatto crescere le regioni leggermente più dense, formando galassie e ammassi.
Non è una fotografia del Big Bang
È comune immaginare la CMB come un lampo fotografato esattamente nell’istante del Big Bang. È comprensibile, perché spesso viene chiamata bagliore residuo. In realtà proviene da molto tempo dopo, quando si formarono gli atomi e la luce poté viaggiare liberamente. Inoltre non ha un colore visibile ai nostri occhi: gli strumenti rilevano microonde.
Un test dei modelli cosmici
Missioni spaziali come Planck hanno misurato minuscole differenze di temperatura su tutto il cielo. Gli scienziati confrontano questi schemi con le previsioni per stimare quantità come l’età dell’Universo e la quantità di materia ordinaria. Non è una fotografia diretta di tutto ciò che è successo: è una misura potente per accettare o escludere modelli.
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