Fondo cosmico a micro-onde (CMB)

Il fondo cosmico a micro-onde (CMB) è il residuo delle fasi iniziali dell'Universo, estremamente calde e dense. Il suo spettro di corpo nero ha il massimo a circa 2 mm (150 GHz) e la sua intensità domina il cielo ad alta latitudine galattica a tutte le lunghezze d'onda tra 20 cm a 500 micron circa. Poco dopo la sua scoperta, nel 1965, ci si rese conto che le fluttuazioni di densità , da cui è nata la struttura dell’Universo attuale, devono aver lasciato traccia in piccole anisotropie della temperatura del fondo cosmico, rilevate per la prima volta nel 1992 dal satellite COBE della NASA. Lo spettro di potenza delle anisotropie del CMB contiene, codificate, informazioni dettagliate sui parametri cosmologici fondamentali. Una serie impressionante di esperimenti, culminati con il lancio del satellite della NASA detto WMAP, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, ha permesso di stabilire che la geometria dell'universo è quasi piatta, che l’universo e’ dominato da energia oscura, che e’ circa il 70% della densità di energia cosmica, da materia oscura, che comprende circa l'85% della densità di materia, e che le fluttuazioni primordiali hanno avuto uno spettro quasi indipendente dalla scala, in linea con l’idea che siano emerse da una fase primordiale inflazionistica. Nello scenario inflazionistico, l’energia del vuoto domina la densità di energia dell'universo durante le prime fasi, e guida un’ espansione esponenziale in grado di trasformare, quasi stirandolo, un cammino microscopico in una dimensione molto più grande del nostro universo visibile, rendendo la sua geometria piatta con alta precisione.

L'inflazione primordiale ci permette anche di mettere dei vincoli sull'origine e le proprietà statistiche delle perturbazioni primordiali. La tremenda espansione inflazionistica consente di superare il divario tra le dimensioni subatomiche, sulla cui scala sono generate fluttuazioni quantistiche, e le dimensioni astrofisiche, collegando i semi delle strutture che osserviamo oggi nell'universo alle fluttuazioni quantistiche originate circa 10 ^ (-35) secondi dopo il big bang. In altre parole, dalle anisotropie del CMB, che sono direttamente connesse alle fluttuazioni di densità primordiali, impariamo a comprendere i processi fisici che avvengono ad energie estreme, irraggiungibili in qualsiasi acceleratore immaginabile sulla Terra. Così lo studio della CMB ci riporta alle domande più profonde sull'origine dell'universo. Anche se lo scenario inflazionistico offre una serie impressionante di risposte, la fisica su cui si basa non è ancora ben compresa, e abbiamo bisogno di scendere più a fondo nella straordinaria ricchezza delle informazioni contenute nelle mappe del CMB. Il passo successivo in questa direzione è dato dal satellite Planck, sviluppato dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) come missione definitiva per lo studio delle anisotropie della temperatura del fondo cosmico dato che ne consente lo studio su scale di 5 minuti d'arco e che rappresenta un notevole passo avanti verso misure di polarizzazione del CMB estese a tutto il cielo. All'interno del consorzio internazionale Planck, il gruppo di Padova si sta occupando della "separazione delle componenti " per lo strumento a bassa frequenza. Lo scopo di questo sforzo è, da un lato, eliminare dalle mappe del CMB prodotte da Planck nell’intervallo di frequenza 30 - 860 GHz, i segnali sovrapposti e, dall'altro lato, ricostruire il più accuratamente possibile ciascuna singola componente che abbia un interesse astrofisico.

News – MEDIA INAF

Il notiziario online dell'Istituto Nazionale di Astrofisica
  • La stazione spaziale cinese TianGong 1 è ormai prossima al rientro incontrollato in atmosfera, previsto attorno alla prima metà di marzo. Ne parliamo con Alberto Buzzoni, coordinatore scientifico del progetto Prisma, la cui rete italiana di camere per lo studio delle meteore tenterà di seguire l’evento

  • Il satellite cinese Micius ha permesso di dimostrare la fattibilità concreta di un collegamento internet intercontinentale ultra-sicuro facendo comunicare Pechino con Graz, in Austria, attraverso un sistema di crittografia quantistica basato sulla trasmissione di un singolo fotone

  • Lo spettacolo ”Starlight”, opera teatrale sulla storia dell'astrofisica in Italia di e con Filippo Tognazzo, sarà per la prima volta a Milano il 27 e 28 gennaio al Pacta dei teatri durante il festival ”Scienza in scena Atto 1”

  • Quanto può essere massiccia una stella di neutroni? Lo ha stabilito Luciano Rezzolla, dell’Istituto di studi avanzati di Francoforte, combinando le osservazioni delle onde gravitazioni prodotte dalla fusione di un sistema binario di stelle di neutroni con le relazioni quasi-universali presentate dallo stesso autore nel 2016. Media Inaf lo ha intervistato

  • Uno studio internazionale, a cui ha partecipato Sandro Scandolo dell’Ictp di Trieste, ha identificato con precisione il processo attraverso il quale - dal quarzo sottoposto ad alte pressioni nel mantello terrestre - si forma la coesite. Questo minerale si origina anche a seguito di impatti meteorici, contribuendo quindi a identificare l’origine dei crateri

  • Un nuovo studio guidato da Antonino Petralia dell'Inaf di Palermo presenta i risultati di recenti simulazioni d’un evento di pioggia coronale, osservato il 4 novembre 2015, allo scopo di comprendere il meccanismo alla base del processo di frammentazione e ricaduta del plasma

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