La radiazione cosmica di fondo. Crediti: NASA
Che legame c’è tra Einstein e il Big Bang? A parte uno scarto di qualche miliardo di anni, il confronto ha più senso di quello che si potrebbe pensare. Lo sostengono gli astrofisici dell’UC San Diego, che hanno fatto un vero e proprio test cosmologico per verificare una delle teorie scientifiche più famose di tutti i tempi, la relatività generale.
I ricercatori sono partiti proprio dalle origini dell’Universo, e in particolare dalla radiazione cosmica di fondo: che altro non è se non un residuo del Big Bang, costituito appunto da radiazione elettromagnetica. L’obiettivo era misurare le minime distorsioni gravitazionali nella polarizzazione delle microonde sprigionate dalla radiazione cosmica di fondo (o CMB, da Cosmic Microwave Background).
In pratica si tratta di un processo molto simile a quello che avviene quando la luce viene riflessa in modo increspato sulle onde del mare: allo stesso modo, le microonde oggi osservate sono state prodotte quando la radiazione dell’Universo giovane ha “sparpagliato” gli elettroni presenti circa 380.000 anni dopo il Big Bang. Ovvero nel momento in cui il cosmo iniziava a raffreddarsi, abbastanza da permettere a protoni ed elettroni di combinarsi negli atomi.
L’esperimento è avvenuto grazie alle osservazioni di POLARBEAR, un consorzio di astronomi che lavora nel deserto del Cile utilizzando un telescopio progettato appositamente per rilevare questo tipo di polarizzazione delle microonde. Questi dati hanno confermato la presenza di un fenomeno noto come lente gravitazionale debole, una sorta di metodo statistico naturale per misurare la massa di oggetti astronomici senza necessariamente conoscere la loro composizione. Una vera miniera d’oro per gli astrofisici, soprattutto perché associato alla possibilità di capire quanta materia oscura sia presente nel cosmo.
Bene, nel caso dell’UC San Diego la lente gravitazionale debole ottenuta dalla misurazione della radiazione cosmica di fondo è stata proprio la chiave per ottenere informazioni altrimenti impossibili da raccogliere. Che, tutte insieme, costituiscono un banco di prova senza precedenti per la teoria della relatività generale.
“È la prima volta che misure del genere vengono fatte utilizzando i dati della polarizzazione CMB” ha detto Chang Feng, leader della ricerca che sarà pubblicata nel prossimo numero di Physical Review Letters. “E la cosa più incredibile è che il fenomeno di lensing è coerente con ciò che prevede la teoria della relatività generale di Einstein”. E così il fisico tedesco riceve una conferma direttamente dalle origini dell’Universo.