La radiazione cosmica di fondo — Astronomia, 11–13 anni
Un debole bagliore di microonde arriva da ogni direzione dello spazio. È luce antichissima, liberata quando l’universo giovane diventò trasparente, e offre agli astronomi un’immagine del suo stato iniziale.
Un bagliore dell’universo giovane
La radiazione cosmica di fondo è un debolissimo bagliore diffuso su tutto il cielo. All’inizio era luce dell’universo primordiale, quando la materia era una nebbia calda e luminosa. Circa 380 000 anni dopo l’inizio dell’espansione dell’universo, la nebbia si raffreddò abbastanza da formare atomi e lasciar viaggiare la luce. Quella luce si è allungata fino alle microonde mentre lo spazio si espandeva.
Perché gli astronomi la cercano
Una spiegazione dell’universo primordiale ha bisogno di prove, non solo di un’idea brillante. Se l’universo iniziò caldo e denso e poi si espanse, la luce antica dovrebbe ancora riempire lo spazio, raffreddata e allungata dall’espansione. Nel 1965 Arno Penzias e Robert Wilson rilevarono un fruscio di microonde proveniente da ogni direzione. Era il bagliore previsto, non un guasto dell’apparecchio.
Da 3000 K a 2,7 K
Usiamo la temperatura assoluta, misurata in kelvin. All’inizio, l’universo antico e luminoso era a circa 3000 K quando quella luce uscì. Oggi la radiazione di fondo misura circa 2,7 K. Dividiamo 3000 per 2,7: la sorgente della luce era circa 1100 volte più calda. L’espansione non ha cancellato la luce: ha allungato le sue onde finché i rivelatori la ricevono come microonde.
L’errore comprensibile
È facile immaginare la radiazione di fondo come un guscio luminoso con un bordo preciso attorno all’universo. Il nome e l’immagine di tutto il cielo possono farlo pensare. In realtà è luce che arriva da ogni direzione, liberata quando l’universo diventò trasparente; non c’è una parete speciale al suo bordo. Vediamo parti diverse di quella luce antica perché ha percorso distanze diverse fino a noi.
Che cosa ci dicono i suoi piccoli schemi
Le missioni spaziali mappano minuscole differenze di temperatura nella radiazione di fondo, molto inferiori a una parte su mille. Questi schemi non sono immagini di stelle: sono zone un po’ più dense o meno dense dell’universo giovane. In seguito la gravità fece crescere le zone dense fino a formare galassie e ammassi. Confrontare la mappa con i modelli aiuta a stimare età, contenuti e struttura iniziale dell’universo.
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