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
  • «Ho ancora un sogno prezioso, custodito gelosamente da tempo immemore: poter osservare la volta tersa e stellata del cielo e poterne scorgere il fascino con i miei stessi occhi». Un sogno che l’autrice di questo articolo, Patrizia Faccaro, affetta da retinite pigmentosa, potrà realizzare domani, sabato 14 luglio, all’Osservatorio di Serra La Nave dell’Inaf di Catania

  • Usando in sinergia la potenza dei telescopi spaziali Hubble e Gaia, gli astronomi hanno ottenuto la misurazione a oggi più precisa del tasso di espansione dell'universo: 73.5 km/s per megaparsec. Un risultato che sancisce l’incompatibilità fra il tasso di espansione dell'universo vicino e quello del lontano universo primordiale derivato dalle misure del satellite Planck

  • Tra fotografie ravvicinate ad alta risoluzione, immagini stereoscopiche da ammirare in tre dimensioni e gif animate, il rugoso asteroide a forma di diamante continua a offrirci uno spettacolo senza precedenti

  • Nell’immagine ottenuta con le 64 antenne a parabola del radiotelescopio MeerKat, inaugurate oggi nel deserto del Karoo, è possibile vedere i filamenti che disegnano il centro della nostra galassia: scoperti negli anni Ottanta, sono ancora un mistero per gli scienziati

  • Ecco come un team a guida italiana ha condotto le indagini che hanno portato a incastrare definitivamente il blazar Txs 0506+056 come responsabile del neutrino ad alta energia rivelato il 22 settembre 2017 da IceCube. I risultati sono stati pubblicati su Mnras

  • Per la prima volta si è visto un oggetto celeste emettere sia fotoni sia neutrini. Con il consenso dell’autrice, l’astrofisica dell’Inaf Patrizia Caraveo, vi riproponiamo questo articolo pubblicato sul Sole 24 Ore

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