Per la prima volta, un team internazionale di astrofisici è riuscito a osservare i deboli segnali dell’Alba Cosmica utilizzando telescopi situati sulla Terra. Le osservazioni, condotte dalle vette delle Ande cilene, promettono di riscrivere parte della nostra comprensione sull’evoluzione primordiale dell’universo. Dopo oltre 13 miliardi di anni, la luce residua del Big Bang continua a viaggiare nell’universo. Raccoglierla, però, è una delle sfide più complesse dell’astrofisica moderna. Un team guidato dalla Johns Hopkins University e dall’Università di Chicago, attraverso il progetto CLASS (Cosmology Large Angular Scale Surveyor), ha dimostrato che è possibile captare questa luce anche da telescopi terrestri, infrangendo un limite considerato finora invalicabile.
Il segnale tra i disturbi terrestri
“Si pensava che misurare segnali così deboli da Terra fosse impossibile“, spiega Tobias Marriage, professore di fisica e astronomia e responsabile del progetto. Il motivo? Le microonde cosmiche hanno lunghezze d’onda di pochi millimetri e una debolezza estrema, milioni di volte inferiore rispetto alle interferenze prodotte da radar, satelliti e persino dalle variazioni atmosferiche. In questo contesto, solo strumenti di sensibilità eccezionale e un ambiente favorevole come l’altopiano del deserto di Atacama in Cile permettono una simile impresa.
Cosa ci dice la luce polarizzata
L’oggetto dello studio è la polarizzazione della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB), ovvero le “impronte digitali” lasciate dalla formazione delle prime stelle. “Quando la luce colpisce il cofano della tua auto e vedi un bagliore, è polarizzazione. Per vedere chiaramente, puoi indossare occhiali polarizzati per eliminare il bagliore”, afferma Yunyang Li, primo autore dello studio.
Grazie ai dati del telescopio CLASS, combinati con le informazioni provenienti dalle missioni spaziali WMAP e Planck, gli scienziati hanno isolato un segnale comune, identificando la traccia del momento in cui le prime stelle hanno reionizzato l’idrogeno, liberando elettroni che hanno diffuso la luce del Big Bang.
Una nuova mappa dell’universo primordiale
Queste osservazioni forniscono una misura più precisa del processo di reionizzazione cosmica, un evento chiave avvenuto quando l’universo si fece finalmente trasparente alla luce. Questo permette agli astrofisici di affinare i modelli sull’origine della materia oscura, dei neutrini e di altri elementi fondamentali.
“Misurare questo segnale di reionizzazione con maggiore precisione è un’importante frontiera della ricerca sulla radiazione cosmica di fondo”, sottolinea Charles Bennett, ex leader della missione WMAP. “Per noi, l’universo è come un laboratorio di fisica. Misurazioni più accurate dell’universo contribuiscono ad affinare la nostra comprensione della materia oscura e dei neutrini, particelle abbondanti ma sfuggenti che riempiono l’universo. Analizzando ulteriormente i dati CLASS in futuro, speriamo di raggiungere la massima precisione possibile”.
Un risultato pionieristico per la scienza da Terra
CLASS è l’unico esperimento terrestre in grado di misurare la polarizzazione del CMB su larga scala, grazie anche al supporto dell’Agenzia Nazionale per la Ricerca e lo Sviluppo cilena e della National Science Foundation americana. “Nessun altro esperimento da Terra può fare ciò che fa CLASS”, commenta con entusiasmo Nigel Sharp, direttore del programma NSF.
Con oltre il 75% del cielo notturno già mappato, il team CLASS si prepara ora a spingere oltre i limiti della precisione, aprendo una finestra unica sul tempo in cui le stelle cominciarono a illuminare l’universo.
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