“Un mare in tempesta, pieno di onde di lunghezza diversa, sovrapposte fino a formare una immagine caotica”. Così Paolo de Bernardis, astrofisico dell’Università “La Sapienza” di Roma, descrive l’immagine appena sfornata dall’ultima elaborazione dei dati di Boomerang. La sonda ha fotografato “l’eco” del Big Bang, ciò che resta oggi dell’immane esplosione che tra 8 e 15 miliardi di anni fa diede origine all’Universo. Ma la sorpresa è che da questo mare tempestoso e caotico emerge tuttavia una regolarità. Tra i “marosi cosmici” si distinguono enormi onde, simili a quelle acustiche, che comprimono e decomprimono i gas intergalattici. Ciò che alcuni ricercatori hanno poeticamente battezzato la “sinfonia dell’Universo”.
Ma non è la prima volta che i dati di Boomerang stupiscono la comunità scientifica (vedi i link agli articoli d’archivio di Galileo) che continua a lavorare per dirimere la questione di come sia nato e si sia evoluto il cosmo. La sonda venne infatti lanciata il 29 dicembre 1998 agganciata a un pallone stratosferico dalla base di McMurdo, in Antartide. Dopo 11 giorni di volo a 40 chilometri di quota Boomerang riportò a terra i preziosi dati raccolti dal suo telescopio. Essi permisero di ottenere una prima spettacolare immagine dell’Universo di circa 15 miliardi di anni fa, quando era un neonato di “appena” 300 mila anni. I risultati furono talmente importanti da meritare la copertina della prestigiosa rivista Nature: essi indicavano che l’Universo è piatto e continuerà a espandersi senza fine. Ora, i dati di Boomerang sono passati per un’elaborazione ancora più raffinata. E Galileo ha incontrato nuovamente Paolo de Bernardis, responsabile italiano di questo progetto internazionale.
Allora, professor de Bernardis, come appare questa nuova foto dell’Universo neonato?
“Assomiglia un po’ a un mare in tempesta, pieno di onde di lunghezze diverse sovrapposte fino a formare una immagine caotica. Avevamo già scoperto che la maggior parte hanno una lunghezza di circa 300 mila anni luce, ma oggi possiamo affermare che esistono anche altre onde: quelle di lunghezza circa metà e quelle lunghe circa un terzo. Con una terminologia musicale potremmo dire che, dopo la frequenza fondamentale, abbiamo misurato anche la seconda e la terza armonica. Queste onde sono acustiche, che comprimono e rarefanno il gas incandescente che costituiva l’Universo a quell’epoca, un po’ come le onde sonore comprimono e rarefanno l’aria”.
E cosa ci insegna di nuovo questo risultato?
“La scoperta delle nuove onde permette di misurare quanta materia ordinaria c’è nell’Universo. E’ la materia, detta barionica, di cui siamo fatti noi, la Terra, le stelle, ed è una componente minore del cosmo, circa il 4 per cento del totale di massa ed energia previste dalle teorie. Abbiamo quindi confermato una delle previsioni della cosiddetta teoria inflazionaria, secondo cui l’Universo osservabile si è “gonfiato” a partire da una regione microscopica di spazio un attimo dopo il Big Bang e che prevede delle lunghezze ben precise per queste onde, che corrispondono proprio a quelle misurate oggi”.
Che differenza c’è dai risultati dell’anno scorso?
“E’ migliorata decisamente la nitidezza dell’immagine permettendo così l’osservazione delle onde più corte. Il punto fondamentale è che mentre l’analisi dell’anno scorso era basata su circa il 10 per cento dei dati, ora ne abbiamo utilizzato circa il 60 per cento, riducendo così ulteriormente l’effetto dei disturbi strumentali. Per il resto, i nuovi risultati confermano pienamente ciò che avevamo trovato l’anno scorso e lo estendono, grazie alla misura delle armoniche. Inoltre, da questi dati si possono ricavare i valori di molti parametri come la densità totale di massa ed energia dell’Universo, la densità di materia ordinaria, quella di materia oscura e così via. Ma soprattutto, si ripresenta la necessità di spiegare la presenza dominante di queste materia ed energia “oscure”. Di queste non abbiamo ne’ una conoscenza sperimentale, ne’ una spiegazione teorica soddisfacenti, e sono necessarie ricerche congiunte di fisici e astrofisici per arrivarci. Come sempre succede, abbiamo scoperto tanto, ma ci rimane ancora di più da scoprire”.
Dunque, quali sono i vostri progetti futuri?
“Abbiamo rinnovato la navicella installando rivelatori sensibili alla polarizzazione. In pratica si misurerà non solo la quantità di microonde che arrivano dal cosmo, ma anche se ci sono delle direzioni di oscillazione leggermente preferite. Questa leggera preferenza venne impressa nel fondo cosmico un attimo dopo il Big Bang, durante la fase di inflazione. Se si riuscirà a misurarla, potremo investigare veramente i primi attimi dell’Universo. A questa nuova versione di Boomerang hanno collaborato numerosi laboratori internazionali. In Italia, hanno partecipato ricercatori dell’Università “La Sapienza”, del Centro nazionale delle ricerche (Cnr), dell’Istituto nazionale di geofisica e dell’Enea. I fondi sono arrivati da “La Sapienza”, dal Programma nazionale di ricerche in antartide e dall’Agenzia spaziale italiana”.
