Sensazionale scoperta: l'inflazione dell'Universo c'è stata davvero

Dalle gelide pianure antartiche, il telescopio BICEP è tornato indietro nel tempo come mai nessuno prima. © Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Harvard ha rivoluzionato ancora una volta lo studio dell'Universo. Pochi giorni fa, in una diretta talmente affollata da mettere fuori uso il sito, ricercatori di tutto il mondo si sono riuniti per la presentazione di nuovi risultati che ora sono i favoriti al premio Nobel.

La scoperta è una delle più grandi di sempre: la conferma, cioè, che pochi attimi dopo il big bang l'Universo ha iniziato a espandersi a una velocità di gran lunga maggiore di quella della luce, provocando un maremoto di onde gravitazionali nel tessuto dello spaziotempo – il perdio dell'inflazione.

«Le conseguenze di questa scoperta fanno barcollare la mente», spiega Jamie Bock del Caltech, membro dell'equipe di scienziati che ha effettuato la scoperta da premio Nobel. «Siamo misurando un segnale che viene dall'alba del tempo».
L'inflazione è iniziata probabilmente 10 alla -35 secondi dopo il big bang, e in pochi attimi l'Universo si è trasformato da semplici fluttuazioni quantistiche a una complessa struttura macroscopica. Per farlo, il tessuto dello spaziotempo si è allargato a una velocità di gran lunga superiore a quella della luce – nulla di impossibile, dato che solo la materia e le informazioni sono limitate alla velocità della luce, ma non lo spaziotempo.

Le prove dell'esistenza di questo periodo, secondo gli astrofisici, risiedono nella radiazione cosmica di fondo (CMB), l'eco del big bang emesso 380 mila anni dopo la nascita dell'Universo.

La CMB contiene piccolo variazioni termiche, ma è straordinariamente uniforme in tutto il cielo.

«Il perché del fatto che la temperatura della radiazione cosmica di fondo è uguale in punti diversi del cielo sarebbe un mistero se non ci fosse l'inflazione che dice che il nostro intero cielo proviene da questa minuscola regione», spiega Chuck Bennett, a capo della missione WMAP della NASA. «L'idea dell'inflazione ci aiuta a spiegare alcuni di questi misteri, e spiega da dove provengano queste fluttuazioni».

Fino a ieri, però, si trattava solo di una vaga ipotesi. Ora, il telescopio BICEP2 è riuscito a raccogliere le prove indiscutibili della presenza di onde gravitazionali, dalle gelide pianure antartiche.

«Se venisse confermata, sarà la più importante scoperta da quando si notò che l'espansione dell'Universo sta accelerando», ha spiegato Avi Loeb di Harvard.

La prova scovata da BICEP2 è un segnale di polarizzazione chiamato «modo B».

Quando si verificò l'inflazione, il tessuto dello spazio tempo fu appiattito e allargato, eliminando quasi del tutto le imperfezioni – ecco perché oggi ci appare così uniforme. In realtà, l'inflazione è stato un fenomeno talmente potente da aver generato una sorta di maremoto – le onde gravitazionali, appunto.

Per giungere a questi risultati, i ricercatori hanno costruito delle mappe molto dettagliate di una porzione di CMB pari al 2% del totale.

L'esistenza delle onde gravitazionali fu per la prima volta ipotizzata da Einstein nel 1916, ma da allora la teoria è rimasta tale e quale, fino a pochi giorni fa.

L'affidabilità di questo risultato è di 5,9 sigma, il che vuol dire che su c'è una probabilità su un milione che i dati siano sbagliati. Un buon risultato, ma la comunità scientifica potrebbe non accontentarsi.

I ricercatori hanno trascorso interi anni a ricontrollare i dati e a eliminare qualsiasi errore strumentale. «Siamo molti fiduciosi che il segnale che stiamo osservando sia reale, e che sia nel cielo», spiega John Kovac di Harvard. «Ma sarà comunque controverso. Ci aspettiamo che in molti ci attacchino da tutte le direzioni, e lo speriamo – è il processo scientifico, e sarà divertente e interessante».

«Se effettivamente è la vera misura, e non il frutto di un errore sistematico, è un risultato eccezionale», spiega Sara Ricciardi, cosmologa presso l'INAF.

«A questo punto si spalanca uno scenario di grande interesse, perché si potrebbe aprire un ulteriore problema nei modelli di inflazione esistenti», è il commento di Reno Mandolesi della missione Planck della NASA. «I risultati attesi da Planck nel 2014 saranno importantissimi per capire in che direzione muoversi».

«La cosa più interessante saranno i prossimi mesi, per vedere, ad esempio, cosa ne dirà al riguardo il team di Planck», spiega Loeb.

«Finalmente», conclude il Presidente dell’INAF, Giovanni Bignami «abbiamo un’idea di come ha fatto l’Universo a diventare così grande così in fretta. Tutti hanno sempre creduto alla inflazione come l’unica soluzione possibile, ma averne una prova osservativa, anche se indiretta, è fantastico. Speriamo che sia vero, anche perché, per buona misura, abbiamo avuto la conferma che le onde gravitazionali sono il modo di vedere l’Universo quando era invisibile, cioè opaco alla luce con la quale facciamo da sempre astronomia. Se confermato, un risultato stupendo, degno coronamento del lavoro europeo ed italiano con la missione spaziale Planck».