Neutrini di un universo neonato

Una spettacolare concordanza tra le moderne teorie cosmologiche sulla nascita e l’evoluzione delle galassie e la fisica delle particelle elementari. Un incastro perfetto tra l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande. È così che si potrebbe riassumere la ricerca condotta da due astronomi italiani, Roberto Trotta, della Oxford University, e Alessandro Melchiorri, dell’Università di Roma La Sapienza in pubblicazione su Physical Review Letters.Nello studio, a fare da anello di congiunzione fra la teoria del Big Bang, che spiega l’origine dell’Universo come una gigantesca esplosione avvenuta circa 13,4 miliardi di anni fa, e l’aspetto attuale degli ammassi stellari, sono i neutrini, particelle sub atomiche molto piccole, probabilmente le più abbondanti in natura, ma estremamente elusive: hanno massa impercettibile e interagiscono molto debolmente con la materia. Per dare un’idea, il nostro corpo è attraversato da migliaia di miliardi di neutrini al secondo provenienti dal Sole o dai raggi cosmici, eppure non ci accorgiamo di nulla. Rilevare e studiare l’oceano di neutrini che riempie il cosmo è estremamente difficile, ma di grande interesse per corroborare le attuali ipotesi sulla storia dell’Universo. “Su base teorica, prevediamo la presenza dei neutrini nell’Universo primordiale. Queste particelle hanno un effetto gravitazionale che modifica l’evoluzione cosmologica, cioè rappresentano una condizione iniziale che, se assumiamo come vera, ci porta a una certa condizione finale, altrimenti differente” spiega Melchiorri. “Pertanto, per confermare queste predizioni, abbiamo fatto una stima indiretta dei neutrini, che poi è anche l’unica possibile, ovvero abbiamo confrontato le mappe della radiazione cosmica di fondo prodotte dal satellite americano WMAP, una sorta di fotografia dell’universo neonato risalente a 13 miliardi di anni fa, con i dati della distribuzione delle galassie nel cielo, circa 200 mila, rilevate nello SLOAN Digital Sky Survey. Ebbene, l’effetto attribuito ai neutrini è in accordo con quanto vediamo”.Le immagini del satellite WMAP sono mappe della radiazione dei fotoni emessi circa 100 mila anni dopo il Big Bang, quando la luce, disaccoppiata dalla materia in quel plasma primordiale estremamente denso che era allora l’universo, è riuscita a propagarsi liberamente viaggiando per miliardi di anni fino a noi. “In queste foto osserviamo delle disomogeneità, o anisotropie, cioè delle zone più calde e delle zone più fredde. Sono le protostrutture che formeranno le galassie e gli ammassi di galassie” continua il cosmologo. “Le increspature che vediamo nella mappa dipendono anche dalla presenza dei neutrini, il cui effetto è diminuire l’intensità delle fluttuazioni dei fotoni. In altre parole, se i neutrini non ci fossero l’universo primordiale ci apparirebbe molto più increspato”. Non solo. I neutrini si sono disaccoppiati dalla materia molto prima della luce, solo pochi minuti dopo il Big Bang. Il fatto che i dati sperimentali siano in accordo fra loro, quindi, è una conferma del modello che ci permette di andare ancora più indietro nel tempo, a soli pochi minuti dal grande scoppio. Ormai una teoria inossidabile, allora? Melchiorri è cauto: “Il futuro può sempre rivelare sorprese, il risultato apre la via a ulteriori test. C’è un grande problema ancora da chiarire ed è l’energia oscura, una forma di energia nell’universo che non ci riusciamo a spiegare e dalle caratteristiche bizzarre: capire cosa sia potrebbe rivoluzionare la scienza moderna”.

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