Posts Tagged ‘big bang’

h1

Einstein fra le stelle

luglio 20, 2008

Fonte: Enel magazine

Articolo di Barbara Paltrinieri

Se ne è parlato tanto, su tutti i maggiori quotidiani internazionali. E con ragione, dal momento che la scoperta effettuata da un gruppo di astrofisici statunitensi è di quelle che possono cambiare il panorama della cosmologia moderna. Grazie a immagini ad alta risoluzione del telescopio Hubble, in orbita attorno alla terra, Adam Riess e colleghi hanno catturato la supernova più lontana mai osservata. È a circa undici miliardi di anni luce, questo vuol dire che l’esplosione è avvenuta quattro o cinque miliardi di anni dopo il Big Bang, quando l’Universo aveva dimensioni pari a un quarto di quelle attuali. Ma a far sobbalzare la platea della sala convegni dello Space Telescope Institute di Baltimora, dove è stato presentato il risultato, è ben altro. Infatti la supernova (cioé una stella con grandissima massa che, arrivata a un certo punto della sua evoluzione, esplode) era molto più luminosa di quanto ci si poteva attendere da un evento accaduto undici miliardi di anni fa in un Universo che era in espansione lineare, senza scossoni, poco per volta.

Invece l’alta luminosità delloggetto ha fatto riflettere, perché tale risultato è spiegabile solo se l’espansione dell’Universo a un certo punto è stata accelerata, sotto la spinta di una energia ancora sconosciuta, che in qualche modo si opponeva alla forza di gravità. In questo scenario quando la stella esplose ancora non dominava questa accelerazione e l’espansione procedeva in modo più tranquillo. Così l’unico modo che gli scienziati hanno trovato per risolvere questa incongruenza è ammettere che il cosmo è molto più bizzarro di quanto si possa pensare e che a un certo punto della sua evoluzione, abbia inserito la cosiddetta marcia in più. Le supernove ci appaiono come una classe speciale di oggetti che permettono agli astronomi di capire come cambia nel tempo l’espansione dell’Universo, spiega Riess. La supernova ci ha mostrato che l’Universo si sta comportando alla pari di un automobilista che si mantiene a una velocità controllata mentre si avvicina a un semaforo rosso, e che poi schiaccia l’acceleratore appena la luce diventa verde.

La costante ritrovata. Oppure no?

Ma cosa nasconde questa misteriosa energia che spinge l’Universo a espandersi ancora più rapidamente? Attualmente la scienza non riesce a spiegarne la natura e le caratteristiche. Si sa che, nel caso esista, il suo effetto è contrario alla forza di gravità: la gravità attira due corpi in virtù della rispettiva massa, questa energia li respinge. Nonostante tutti i punti interrogativi che ancora attendono risposte, questa teoria vanta un passato illustre. Infatti fu introdotta nel 1917 dal grande Albert Einstein che la definì costante cosmologica, per risolvere un problema spinoso. All’epoca infatti non era ancora stata avanzata l’ipotesi del Big Bang: si riteneva che l’Universo fosse statico e di conseguenza, per effetto della forza di gravità, era destinato a collassare su se stesso. Era quindi necessaria una energia, associata allo spazio vuoto, in grado di compensare l’attrazione esercitata dalla forza di gravità. Quando, più tardi, le osservazioni di Edwin Hubble dimostrarono che vivevamo in un Universo in espansione, Einstein ripudiò la costante cosmologica.

Ma ora il risultato presentato dagli astrofisici statunitensi ripropone sul palcoscenico mondiale l’esistenza di questa energia, la costante cosmologica, che quindi, se confermata, rappresenterebbe una scoperta importantissima in grado di ridisegnare i contorni del nostro Universo. Per quanto suggestivo questo risultato non è, però, nuovo. Nei corridoi degli istituti di ricerca già da tempo circolano i dati relativi a supernove che vanno nella direzione dell’esistenza di una costante cosmologica non nulla. Un paio di anni fa un’analisi di dati, sempre condotta da Riess, aveva mostrato discrepanze rispetto alle aspettative. E per questo erano state formulate diverse ipotesi fra cui anche l’esistenza di questa energia che pervade tutto l’Universo. Ma la cautela è d’obbligo dal momento che le uniche indicazioni che spingono verso una costante cosmologica diversa da zero sono proprio le misure sulle supernove, vicine o lontane che siano. Quindi il mondo scientifico invita alla calma, ed è doveroso attendere ulteriori conferme.

La relatività sotto controllo

Ma di altri filoni di ricerca legati ad Albert Einstein si parla questa settimana. È il 1916 quando il fisico tedesco invia agli Annalen der Physik l’articolo con cui si svelano le proprietà della teoria della relatività generale. A ruota, un anno più tardi, formula le equazioni cosmologiche alla base delle ricerche attualmente condotte su buchi neri e Big Bang. Tuttavia ancora oggi, a 85 anni di distanza, quella di Einstein rimane la teoria più difficile da saggiare in modo diretto, schiacciati come siamo in un piccolo angolo dell’Universo come il sistema solare. Infatti, per poter stimare in modo opportuno le differenze fra le predizioni della teoria newtoniana e quella einsteiniana è necessario andare su distanze molto maggiori e soprattutto su velocità molto maggiori.

In questo panorama si inserisce l’esperimento proposto da James Longuski e Ephraim Fishbach, della Pardue University nello stato americano dell’Indiana, riportato sul numero di questa settimana di Nature. L’idea si basa su una sonda che sfrutti la spinta gravitazionale del sole per viaggiare nel sistema solare e oltre, fino a immergersi nello spazio profondo dove ancora nessun satellite è arrivato. La missione, nota col nome di Interstellar Probe Mission, è già stata proposta ai supervisori della Nasa ed è ora in attesa di finanziamenti. Secondo gli autori del progetto, una misura accurata della deflessione della sonda nel suo passaggio nel campo gravitazionale del sole, potrebbe permettere di misurare la deviazione fra uno spazio newtoniano e uno einsteiniano. In altre parole gli ingegneri dalla deviazione del moto della sonda nel suo passaggio vicino al sole possono calcolare la differenza fra il modello della relatività generale e le leggi di Newton. Tutto comunque per il momento è rimandato alla decisione della Nasa.

Stelle e raggi gamma: un matrimonio possibile

Altra notizia della settimana. Le violente e brevissime emissioni di raggi gamma che da qualche anno si segnalano sempre più frequentemente nell’Universo, stanno finalmente per trovare un degno genitore. A originare quei lampi, meglio noti in ambiente astrofisico come gamma ray-burst, che liberano una enorme quantità di energia seconda solo al Big Bang sarebbero le supernove, o meglio le ipernove (esplosioni stellari molto maggiori delle classiche supernove). È quanto emerge da una serie di lavori e osservazioni condotte con due moderni satelliti di indagine astrofisica, l’italiano BeppoSax e lo statunitense Chandra. Sono i gioielli della moderna tecnologia, in grado di sorvegliare il cielo nelle alte energie, dove cioé dominano i raggi X e i raggi gamma. E dopo che negli ultimi mesi si sono susseguite diverse evidenze dell’origine stellare di questi lampi gamma, dovuti cioé all’esplosione di una stella, ora gli scienziati hanno tratto le somme e, come spiega Luigi Piro, responsabile scientifico per il Consiglio Nazionale delle Ricerche di BeppoSax, grazie a questi risultati possiamo parlare per la prima volta di ipernove, oggetti di massa anche cento volte superiore a quella solare, che per la loro luminosità forniranno un aiuto insostituibile nello studio e nell’esplorazione delle regioni più remote del’lUniverso.

Annunci