La 'febbre' del baby universo è passata in fretta subito dopo il Big Bang: lo dimostra la temperatura della radiazione cosmica di fondo a microonde, misurata per la prima volta in un'epoca estremamente remota, pari a 880 milioni di anni dal Big Bang. Lo si è fatto in maniera inedita, sfruttando l'ombra di una nuvola cosmica d’acqua, grazie all’interferometro Noema (NOrthern Extended Millimeter Array) sulle Alpi francesi. Il risultato è pubblicato su Nature da un team di astronomi guidato da Dominik Riechers dell’Università di Colonia, a cui ha partecipato anche Roberto Decarli dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) a Bologna.
In blu la nuvola di vapore acqueo freddo che proietta un’ombra scura sul fondo cosmico (fonte: ESA & Planck collaboration; D. Riechers, M. Markus)
La radiazione cosmica di fondo a microonde è ciò che resta dell'energia rilasciata dal Big Bang ed è in continuo raffreddamento sin dalla sua emissione per effetto dell'espansione dell'universo. L'attuale modello standard descrive come dovrebbe avvenire questo raffreddamento, ma ciò è stato confermato direttamente solo in epoche cosmiche relativamente recenti.
Per andare a ritroso nel tempo, è stata fondamentale la scoperta di una nuvola di acqua fredda, associata a una massiccia galassia con un elevato ritmo di formazione stellare (HFLS3) già presente nell’universo giovane, quando aveva 880 milioni di anni. “La nuvola d'acqua proietta un'ombra sullo sfondo cosmico a microonde, che non è mai stata vista prima", spiega Decarli. "L'ombra appare perché l'acqua, più fredda, assorbe la radiazione a microonde, più calda, nel suo percorso verso la Terra e la sua oscurità rivela la differenza di temperatura. Poiché la temperatura dell'acqua può essere determinata da altre proprietà della galassia in cui si trova, la differenza rivela la temperatura della radiazione fossile del Big Bang”.
La temperatura della nube di acqua equivarrebbe a circa 17 gradi Kelvin (-256 gradi centigradi), mentre il fondo cosmico avrebbe una temperatura pari a 20 gradi Kelvin (-253 gradi centigradi).
"Questa scoperta - sottolinea Decarli - ci mostra che l'universo nella sua infanzia aveva alcune proprietà piuttosto insolite che oggi non esistono più". Inoltre potrebbe contribuire a far luce sull'energia oscura che influenza l'espansione cosmica e la velocità di raffreddamento dell'universo.
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