radiazione cosmica di fondo
radiazione cosmica di fondo
Residuo del big bang costituito da fotoni di corpo nero alla temperatura di 2,73 K, che permea l’Universo in modo omogeneo. La sua esistenza è, insieme all’espansione dell’Universo e al rapporto di densità tra gli atomi di idrogeno e quelli di elio, un punto di forza della teoria del big bang, che prevede l’origine dell’Universo da uno stato iniziale con temperatura e densità elevatissime; durante la successiva espansione la temperatura e la densità sono diminuite fino a raggiungere i valori attuali. In un primo periodo della storia dell’Universo, la radiazione e la materia erano fortemente accoppiate, tali da costituire un unico fluido (il plasma primordiale) nel quale il cammino libero medio dei fotoni era molto breve, a causa dell’elevato numero di diffusioni causate dagli elettroni liberi ivi presenti. In tutta questa prima fase, l’Universo è stato pertanto opaco alla radiazione. Quando la temperatura è scesa a circa 3000 K, quasi un milione di anni dopo il big bang, è stata possibile la formazione di atomi di idrogeno neutro e il numero di elettroni liberi si è ridotto drasticamente: da allora in poi radiazione e materia si sono disaccoppiate e l’Universo è diventato trasparente. La radiazione cosmica di fondo ha potuto da quel momento viaggiare liberamente fino a raggiungere i nostri telescopi e rappresenta la base sperimentale della moderna cosmologia: dalla sua osservazione si possono ricavare importanti informazioni sull’Universo primordiale. Essa presenta un’elevatissima isotropia, ossia, uguale intensità in tutte le direzioni fino a livello di una parte su centomila. A questa scala, mostra però delle lievissime disomogeneità spettrali riconducibili a piccole fluttuazioni di temperatura e quindi di densità dell’Universo primordiale, che si ritiene abbiano dato origine alle strutture che osserviamo nell’Universo attuale. Lo studio della distribuzione e delle caratteristiche di queste disomogeneità ha portato a formulare l’ipotesi che l’Universo possieda una geometria di tipo euclideo.
→ Astrofisica delle alte energie; Astronomia multicanale