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03 26 act telescopio and big bangDESERTO DI ATACAMA (CILE) - In principio era...cos'era? E forse la domanda essenziale è proprio questa: da cosa è partito tutto? L'universo, le prime stelle, le galassie, il sistema solare, i pianeti...l'essere vivente, l'uomo. Spingersi oltre, immaginare cosa ci sia prima del tutto, se l'opposto del verbo 'essere' sia necessariamente il 'non essere' e cosa sia, effettivamente, questo indefinito è un'operazione mentale che ci pone davanti ad un grande e (volgarmente detto) buco nero, l'oblio; torniamo indietro. Sì, guardiamo indietro nel tempo, perché si può e lo fanno per noi gli scienziati dei più grandi osservatori del pianeta terra: con i loro potenti telescopi catturano la luce e la analizzano nelle sue componenti e rispondono ad una delle grandi domande. Cosa è stato il Big Bang, 13,7 miliardi di anni fa e cosa ha portato all'attuale stato dell'evoluzione, all'universo, in continua espansione, di oggi? Quel che è stato è visibile, la luce è portatrice di risposte: allora guardiamo indietro nel tempo, fin dove ci è possibile. Grazie all'astrofisico italiano, Alessandro Schillaci ed alla gentile concessione di foto e rilevazioni di ACT Collaboration. (photocredits immagine principale: ACT Collaboration e Wikipedia Commons)

 

03 26 alessandro schillaciAlessandro Schillaci, astrofisico italiano, grazie all'associazione "La Bottega dei Mondi Impossibili" è stato a Noci nelle estati passate, presso Dimora Albireo, conducendo i tantissimi visitatori nel suo mondo, divulgando i suoi saperi e osservando i cieli dalle campagne nocesi grazie al potente telescopio in dotazione. Ora è in Cile, precisamente a Santiago, come ricercatore (PostDOC) de l'Universidad Catolica de Chile, ma continua a lavorare nell'ambito della cosmologia sperimentale per ACT Collaboration, per cui ha già lavorato per conto della Princeton University e da dove derivano le informazioni del nostro articolo. Come responsabile sul campo dell'Atacama Cosmology Telescope nel Deserto di Atacama in Cile, insieme ad altri 100 scienziati tra le migliori Università del mondo (Princeton University, Cornell University, Oxford University, Universidad Catolica de Chile, Penn University, per citarne alcune), guarda indietro nel tempo, per mezzo di un potentissimo telescopio con uno specchio primario di ben 6 metri d'apertura, ai primordi del nostro Universo: la sua nascita (il Big Bang) e la sua evoluzione, fino ad oggi, 13,7 miliardi di anni luce dal "tutto". (photocredits: ACT Collaboration/ Foto di Doris Lee)

Vista ACT 1 Copia

(VISTA OSSERVATORIO NEL DESERTO DI ATACAMA, photocredits: ACT Collaboration)

ACT Telescopio CopiaCOSA FA IL TELESCOPIO ACT? - L' enorme produzione scientifica e le numerose scoperte in campo cosmologico fanno dell' ACT uno dei migliori strumenti nel campo della Cosmologia; le osservazioni avvengono a 5200 metri di altitudine sulle pendici di un vulcano spento che si chiama Cerro Toco: questo perché si tratta di un luogo molto secco. La nostra atmosfera, infatti, è un potente schermo per le microonde che non possono attraversarla, per via del vapore acqueo nell'aria. Un posto alternativo è l'Antartide (dove Schillaci è già stato per 4 missioni, 2 invece in Artide, ndr) oppure si potrebbe inviare il telescopio nello spazio fuori dell'atmosfera. Cosa fa l'enorme telescopio dell'Atacama Desert? Con il suo specchio d'apertura di 6 metri cattura la luce e la invia, tramite un secondo specchio, ad una camera di ripresa che rende possibile le osservazioni: la luce non è però quella visibile ai nostri occhi, ma quella a microonde, una luce di differente energia e lunghezza d'onda (distanza tra le sue onde di propagazione, ndr). Perché guardare alle microonde e non alla luce visibile? Perché all'origine del tutto, a 13,7 miliardi di anni, nel gas oscuro presente prima della formazione delle prime galassie, vicino al caldo Big Bang, c'è una Radiazione, la Radiazione Cosmica di Fondo a microonde, un tempo abbagliante ed ora degradata nella sua energia che può essere catturata solo da potenti strumentazioni. (photocredits: ACT Collaboration/foto di Giulio Ercolani)

L'UNIVERSO, 13,7 MILIARDI DI ANNI FA"Quando guardiamo la Radiazione, stiamo vedendo come appariva il nostro universo all'inizio, materia ed energia intimamente legate, la stessa materia ed energia da cui poi tutto ha avuto origine, noi stessi compresi. Partiamo dall'inizio: in questo secolo abbiamo scoperto che il nostro universo sta espandendo e che sembra che all'inizio ci sia stato quello che chiamiamo Big Bang, un inizio caldo e altamente energetico dove tutto il nostro universo era collassato e compattato in un punto iniziale. All'inizio era un universo caldo e abbagliante, in cui la materia e la luce erano insieme a formare quello che chiamiamo plasma. Tutto l'universo era come la superficie del sole, un ribollire di materia e energia. Nel tempo l'universo si espandeva e raffreddava e a un certo punto la materia ha cominciato a formare le prime stelle e poi le prime galassie e infine dopo 13.7 miliardi di anni, ecco qua, il meraviglioso universo che osserviamo vicino a noi. Bene, se questo e' successo e se quindi c'è stata questa evoluzione, guardando lontano con un telescopio possiamo vedere questa evoluzione a ritroso, fino al momento precedente la formazione delle stelle, in quell'universo primordiale che e' solo fatto di gas oscuro.
Questo gas, se guardiamo ancora più lontano, a mano a mano diventa sempre più caldo, perchè ci stiamo avvicinando al Big Bang. E alla fine diventa così caldo da essere brillante e quindi qui dalla Terra osserviamo questa luce abbagliante che ci circonda, a 13.7 miliardi di anni luce di distanza e che ora, come il nostro sole, ha diluito la sua energia in un universo sempre più grande, divenendo un debole bagliore a microonde".

03 26 Mappa Fondo Cosmico a Microonde Copia

LA SCOPERTA DEL SECOLO, LE ONDE GRAVITAZIONALI - Oltre alle microonde, residuo della straordinaria energia che causò l'esplosione e l'inizio del tutto, ci sono altre tracce dimostrabili di quel momento, fino allo scorso anno solamente teorizzabili: le onde gravitazionali. "Le incredibili energie in gioco nei primi istanti hanno prodotto delle onde gravitazionali e queste onde, propagandosi nel plasma, hanno lasciato una traccia misurabile. Misurarle significa portare il nostro occhio all'inizio del tempo e dello spazio!"E' una memorabile sfida per il genere umano: anche con le osservazioni a microonde condotte quì si possono rilevare le onde gravitazionali primordiali" . Una sfida già vinta dall'esperimento Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory - osservatorio interferometro laser delle onde gravitazionali), negli Stati Uniti, a cui hanno collaborato 1004 ricercatori e 133 istituzioni scientifiche di tutto il mondo, compresi gli italiani dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn). Il processo di fusione di due buchi neri ha prodotto le famose onde gravitazionali, rilevate per la prima volta il 14 settembre 2015 e annunciate l'11 febbraio 2016 da Ligo Scientific Collaboration e Virgo Collaboration: una scoperta che conferma la teoria della relatività di Einstein, che 100 anni fa parlò per prima di queste onde e che si candida senza dubbio all'assegnazione del premio Nobel. In termini rivoluzionari, lo studio delle onde gravitazionali potrebbe permettere lo studio dell'espansione dell'universo nelle coordinate spazio-tempo (spazio e tempo per Einstein erano la stessa cosa) ed anche il calcolo dell'accelerazione di espansione dell'universo, con scenari per ora fantascientifici tra le ipotesi, la scoperta cioè di tunnel spazio-temporali, dove potrebbero esistere mondi e universi diversi dal nostro. 

LEGGERE LO SPAZIO E LA STORIA - Cosa vuol dire, però, guardare nello spazio e leggere ciò che l'universo ci spiega, come tra le pagine di un libro da consultare e decifrare? "L'universo è come un libro di storia in cui guardare: se vuoi sapere che succedeva 10 miliardi di anni fa devi “solo” guardare con un telescopio potente a quella distanza! Tutta la realtà che osserviamo la osserviamo come appariva nel passato. Infatti e' la luce che ci trasporta le informazioni o le immagini di tutto ciò che ci circonda e la luce deve viaggiare per un tempo prima di raggiungerci. Per questo più un oggetto è lontano, più sara' lungo il viaggio della luce, in termini di tempo, e quindi più nel passato sara' l'immagine che ci arriva qui sulla Terra. Quando guardi il Sole lo vedi come era 8 minuti fa, quando guardi Proxima Centauri, la stella più vicina, la vedi come era 4,26 anni fa perchè quella è la sua distanza in anni luce! Se guardi la galassia di Andromeda a 2,4 milioni di anni luce di distanza, vedi una immagine di 2,4 milioni di anni fa. E' la conseguenza del fatto che la luce deve viaggiare prima di raggiungerci e un raggio di luce che parte ora da quella galassia arriverà dopo 2,4 milioni di anni. Immagina che se in una galassia a 70 milioni di anni luce c'è una civiltà aliena, che osserva ora sulla Terra con un telescopio potentissimo per vedere cosa c'è sul nostro pianeta, non vede il nostro presente qui sulla Terra, ma vede i dinosauri vivi e vegeti di 70 milioni di anni fa!".

03 26 naess et al act collaboration

03 26 rilevamenti ACT collaboration

Guardare indietro nel tempo, si può o meglio c'è chi ha lo straordinario potere strumentale e sapienzale per farlo. "La campagna di questo anno che si è appena conclusa è stata un gran successo in termini di dati accumulati. Forse una delle migliori campagne per l'ACT experiment e questa è una grande soddisfazione personale, per me. Nel breve tempo incomincerà l'analisi dati e ci aspettiamo grandi cose. Per il futuro, è gia' in corso l'assemblaggio del nuovo strumento che sarà posto al telescopio e che lo porterà ad una sensibilita' ancora maggiore" Un occhio ancora più potente e a lungo raggio, con lo sguardo capace di arrivare laddove tutto è cominciato e ricostruire una storia dal principio o perlomeno, da quel che ci è dato conoscere come il nostro Inizio.

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