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venerdì 22 marzo 2013

La più dettagliata mappa della Radiazione Cosmica di Fondo, un nuovo Universo by Planck!

(Immagine, credit ESA and the Planck Collaboration)

NEWS SPAZIO :- Ritorniamo a parlare della missione del telescopio spaziale Europeo Planck, lanciato nel Maggio 2009 ed in orbita intorno al punto Lagrangiano L2 dal Luglio 2009. La sua missione principale è studiare le origini dell'Universo.

La spettacolare notizia è che ieri 21 Marzo è stata pubblicata la mappa della Radiazione Cosmica di Fondo (Cosmic Microwave Background Radiation o CMBR) ottenuta con i dati di Planck, la più dettagliata mai prodotta prima.

La radiazione cosmica di fondo è la debolissima traccia della prima emissione di luce dell'Universo avvenuta circa 380.000 di anni dopo il Big Bang. Per saperne di più leggete questi due precedenti articoli





La nuova mappa è basata sui dati registrati nei primi 15 mesi e mezzo di missione di Planck. E' la prima immagine della CMBR relativa a tutto il cielo.

Questa prima emissione di luce fornisce molte straordinarie informazioni su come era il "giovanissimo" Universo. A quei tempi esso era costituito da una super densa nuvola di protoni, elettroni e fotoni interagenti tra loro, alla temperatura di 2700°C. Quando i protoni e gli elettroni, continuando l'Universo a raffreddarsi, furono in grado di legarsi tra loro per formare gli atomi di idrogeno, i fotoni rimasero liberi ed ecco la prima radiazione luminosa.
E' proprio questa prima radiazione che percepiamo oggi come CMBR, la quale con l'espansione dell'Universo è diventata radiazione nella banda delle microonde (temperatura di circa 2,7° al di sopra dello zero assoluto).

(Immagine, credit NASA)

Ed è qui che Planck sta osservando il cielo.

CMBR mostra debolissime fluttuazioni di temperatura che sono associate a regioni dell'Universo primordiale con differenti densità, variazioni di densità che con il passare del tempo avrebbero portato alla nascita di differenti strutture cosmiche, quali le stelle le galassie di oggi.

Secondo il modello standard della cosmologia queste fluttuazioni nacquero immediatamente dopo il Big Bang e si diffusero su larghissima scala durante un brevissimo periodo di espansione accelerata noto come inflazione.

La nuova mappa registra queste fluttuazioni lungo tutto il cielo alla massima risoluzione raggiunta oggi. E questo nuovo livello di sensibilità e dettaglio ha portato gli studiosi a rilevare nuove caratteristiche ancora da spiegare.

Una delle cose più sorprendenti individuate è che le fluttuazioni nella temperatura della CMBR a grande scala angolare non corrispondono alle previsioni del modello standard, i loro segnali non sono così forti come ci si aspettava dalle strutture su scala più piccola rilevate da Planck.

(Immagine, credit ESA and the Planck Collaboration)

Un'altra novità individuata a questo nuovo livello di dettaglio è la presenza di una una certa asimmetria nelle temperature medie negli emisferi opposti del cielo. Anche questo è differente rispetto alle previsioni del modello standard secondo il quale l'universo dovrebbe essere simile in ogni direzione.

Inoltre, una regione 'fredda' si estende su di una porzione di cielo che è più larga di quanto ci si aspettasse.
Tale regione e la precedente asimmetria erano già state individuare inizialmente dalla precedente missione NASA WMAP (ma con precisione minore).

(Immagine, credit NASA/JPL-Caltech/ESA)

Secondo gli studiosi un modo per spiegare queste anomalie è di proporre che l'Universo non sia di fatto lo stesso in tutte le direzioni ad una scala più grande di quanto si possa osservare.
In tale scenario i raggi di luce della CMBR potrebbero aver preso un cammino attraverso l'Universo molto più complicato di quanto ritenuto in precedenza, portando così agli strani pattern osservati oggi.

George Efstathiou (University of Cambridge, UK): "Il nostro obiettivo ultimo è di costruire un nuovo modello che preveda le anomalie e che le colleghi insieme. Ma questi sono i primissimi giorni [dell'Universo]; fino ad oggi non sappiamo se ciò è possibile e che tipo di nuova fisica potrebbe essere necessario. E questo è emozionante".

Al di là delle anomalie però i dati di Planck confermano molto bene le aspettative di un modello piuttosto semplice dell'Universo, permettendo agli scienziati di estrarre valori più raffinati per i suoi componenti.
La materia normale, quella che compone stelle, pianeti e galassie - e quindi anche noi! - contribuisce ad appena il 4,9% della massa/energia/densità dell'Universo, con un valore un po' più alto rispetto alle precedenti stime (4,6%).
La materia oscura, ad oggi rilevata indirettamente dai suoi effetti gravitazionali, si posiziona al 26,8%, 1/5 in più circa rispetto alle ultime stime (24%).
Invece, l'energia oscura, una forza misteriosa ritenuta responsabile dell'espansione accelerata dell'Universo, risulta essere presente al 68.3%, in misura minore rispetto a quanto ritenuto in precedenza (71.4%).

(Immagine, credit ESA and the Planck Collaboration)

I nuovi dati indicano inoltre un nuovo valore per l'attuale velocità di espansione dell'Universo, nota come la costante di Hubble, 67,15 ± 1,2 Km/sec/megaparsec (Km al secondo per megaparsec), significativamente inferiore rispetto al valore standard utilizzato in astronomia (74,3 ± 2,1 km/s per Megaparsec)

I nuovi dati implicano che l'Universo si espande con un'accelerazione un po' inferiore rispetto a quanto si credeva, quindi la sua età stimata è maggiore, circa 13,82 miliardi di anni.

Nuovi dati, i più precisi di sempre, dipingono quindi un volto nuovo del nostro Universo e testano le attuali teorie, confermandole e raffinando alcuni risultati, ponendo nuove sfide alla nostra conoscenza, nuovi limiti da comprendere e varcare. In due parole, un nuovo viaggio.

Tutte le principali notizie della missione del telescopio spaziale Planck le trovate nella sezione dedicata del blog


Termino con questi due video NASA





Fonte dati, ESA, NASA.

4 commenti:

  1. Onestamente: non capisco come si possa dire "Questi dati confermano la teoria dell'inflazione" e nello stesso tempo "Le previsioni fatte su molti argomenti con il modello standard sono errate"...

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  2. Un modello è una teoria, una serie di ipotesi che fornisce una spiegazione delle osservazioni effettuate. Quando vi sono nuovi dati, quando cioè si aggiungono nuove osservazioni, necessariamente il modello attuale viene messo in gioco: i nuovi dati vanno d'accordo con quanto ipotizzato nel modello? Oppure sfuggono alle sue previsioni? Se tutte le osservazioni fossero discordanti con il modello attuale allora beh il modello sarebbe molto errato.
    Se invece i nuovi risultati andassero d'accordo con il modello ad eccezione di alcune "anomalie", allora è possibile dire che il modello è un buon modello anche se la teoria su cui esso si basa è incompleta. Questa ha quindi bisogno di essere aggiornata, proprio per far sì che possa fornire una spiegazione anche per le nuove osservazioni. E' proprio ciò che George Efstathiou ha dichiarato e che trovi nel testo del post. E' il metodo scientifico, basato su osservazione, ipotesi e verifica.

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  3. Golden Spike workshop to explore lunar landing site options

    March 24, 2013 by Chris Bergin

    http://www.nasaspaceflight.com/2013/03/golden-spike-landing-site-options/

    Giorgio

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  4. Grazie Sergio, penso xo' di essermi espresso male, volevo dire: con tante teorie concorrenti a quella + ortodossa dell'inflazione, come si fa ad affermare che le "anomalie"sono variazioni di un modello da riadattare, piuttosto che conferme di altre teorie? Penso ci vogliano anni di studi e conferme, mi sembra che il metodo scientifico così articolato possa essere + "consolatorio" (passami il termine)che epistemofilico.
    Grazie ancora e ciao

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