Non li abbiamo mai visti direttamente, ma sappiamo che sono lì, in agguato all’interno di ammassi stellari densi o vaganti nello spazio pronti ad ingoiare tutto ciò che si avvicina a loro. Anche la nostra Via Lattea ne contiene alcuni: stiamo parlando dei terribili buchi neri. Quali sono le dimensioni a cui essi possono arrivare? Qual è il più grande finora rilevato? In questo video si parla dei buchi neri più grandi dell’Universo.

Nel video proposto oggi una ricostruzione di come il satellite Planck lavora per ottenere la mappa dell’Universo.  Il sofisticato satellite inviato dall’ESA in orbita lo scorso maggio, ha raggiunto il punto di equilibrio Lagrangiano L2, ed  ora si appresta ad effettuare una scansione continua del cielo che durerà per i prossimi 15 mesi.

Vuoi saperne di più del satellite Planck? Clicca i seguenti link

L’ESA lancia nello spazio i satelliti Herschel e Planck alla scoperta dei segreti dell’Universo

Il satellite Planck: l’orecchio spaziale a caccia degli echi del Big Bang

La notizia di straordinaria importanza scientifica è stata pubblicata sulla rivista Nature: è stato intercettato, avvalendosi dell’uso di una enorme antenna grande metà della Terra, il ‘rumore’ prodotto dal Big Bang.
Ogni collasso gravitazionale produce rapidi cambiamenti nello spazio-tempo che si propagano alla velocità della luce, le onde gravitazionali.
Al contrario di quelle elettromagnetiche, tali onde, possono viaggiare trasportando energia su grandi distanze senza essere assorbite dalle stelle. Ma la forza gravitazionale è la più debole dell’Universo quindi è assai difficile rilevarla.
Per tentare di scoprire le onde gravitazionali prodotte dal Big Bang, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e il Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) hanno creato presso Cascina (PI) l’Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO).

Qui è stata costruita l’antenna gravitazionale Virgo. La collaborazione tra Virgo, i due osservatori LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wawe Observatory), uno in Louisiana e l’altro a Washington, e GEO600 l’interferometro anglo-tedesco situato nei pressi di Hannover, ha dato vita ad un unico grande osservatorio che attraversa l’Oceano Atlantico arrivando fino alle coste del Pacifico, grazie al quale è stato possibile effettuare la misurazione dell’esplosione primordiale.

Di seguito è riportato uno schema dell’interferometro Virgo. Vuoi sapere come funziona un interferometro? Clicca qui

Nella foto a sinistra una veduta dall’alto dell’interferometro VIRGO costruito vicino Pisa ottenuto dalla collaborazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e il Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Grazie a questo prodigioso strumento è stato possibile intercettare il primo “vaggito” dell’Universo. Ma come funziona un interferometro?

Due fasci di luce, provenienti dai bracci, vengono ricombinati (in opposizione di fase) in maniera che non arrivi luce sul rivelatore.

Quando un’onda gravitazionale arriva, produce un’infinitesima variazione (più piccola del nucleo di un atomo) della lunghezza dei due bracci (uno si allunga e l’altro si accorcia).

La variazione, causata dalla distanza tra gli specchi, produce un piccolissimo sfasamento tra i fasci e quindi un’alterazione dell’intensità luminosa osservata, proporzionale all’ampiezza dell’onda gravitazionale.

Una nuova teoria consentirebbe di farci capire ciò che succede nel nostro Universo, senza dover presupporre l’esistenza di materia oscura ed energia oscura. Anche fenomeni come il dark flow troverebbero una spiegazione. Secondo George Ellis, docente di matematica applicata all’Università di Cape Town in Sudafrica, nonché uno dei più importanti cosmologi contemporanei, “Se diamo uno sguardo all’Universo attraverso i più potenti telescopi, il principio dell’isotropia si salva facilmente. Ma le prove dell’omogeneità dell’Universo sono assai più difficili da trovare. Al momento nessuno può smentire il fatto che potremmo trovarci all’interno di un gigantesco vuoto, ossia in una grande bolla sferica circondata da un Universo con caratteristiche differenti”. Vivere dentro una bolla spiegherebbe molte cose con più semplicità. Dentro una bolla infatti la forza di gravità sarebbe debole, determinando l’espansione assai più rapida dell’area, assai più densa, dell’Universo che la contiene. Sarebbero pertanto svelate le misteriose accelerazioni rilevate in diverse zone del cosmo.
L’Universo sarebbe caratterizzato dalla presenza di  diverse zone di vuoto e la via Lattea risulterebbe essere come una specie di gocciolina d’olio nel mare.
Ma sarebbe possibile verificare questa affascinante ipotesi? Esistono due possibili soluzioni: la prima, proposta da Robert Caldwell, del Dartmouth College del New Hampshire, è basata sullo studio dell’interazione tra i fotoni e la radiazione cosmica di fondo (il residuo termico del Big Bang) nel passaggio dall’interno all’esterno della bolla, la seconda, di Jean-Philippe Uzan dell’Istituto di Astrofisica di Parigi, consiste nel misurare per almeno un decennio le velocità di alcuni particolari oggetti, come i quasar, che si stanno velocemente allontanando da noi. Se fossero riscontrate velocità diverse a seconda della distanza, ciò significherebbe che la velocità di espansione dell’Universo cambia nel corso del tempo, in aperta contraddizione con il modello cosmologico omogeneo ipotizzato fino ad ora.
E se la teoria fosse davvero corretta? Bisognerebbe ripartire praticamente da zero e riscrivere buona parte della moderna cosmologia. Aggiunge George Ellis: “Se si scoprisse che viviamo in una bolla di vuoto, tutte le osservazioni fatte fin qui dovrebbero essere considerate frutto di una prospettiva parziale e sarebbero ben lontane dall’avere un significato universale”.

Di recente un gruppo di ricercatori del Goddard Space Flight Center della NASA, guidati da Alexander Kashlinsky, osservando un ammasso di galassie (nella figura sopra), situato a 6 miliardi di anni luce dalla Terra, ha riscontrato un’anomalia nel loro moto nello spazio.
L’analisi dei raggi X (in rosa nella figura) emessi dall’enorme grappolo, ha consentito di calcolarne velocità e direzione: 3,2 milioni km/h verso le costellazioni del Centauro e della Vela.
Questo movimento è risultato incompatibile con quello del resto dell’Universo conosciuto, di conseguenza Kashlinsky ha attribuito il singolare fenomeno alla presenza di un’energia diversa da quella sprigionata al momento del Big Bang, un flusso oscuro: il dark flow. Ma da chi sarebbe generata questa forza spaventosa? La spiegazione risiederebbe in quella che gli astronomi definiscono inflazione, ossia l’istantanea espansione dell’Universo, immediatamente dopo il Big Bang, avvenuto 13 miliardi e 700 milioni di anni fa, che ne fece aumentare le dimensioni da poco più di un atomo ad un’arancia. Poiché l’inflazione avvenne ad una velocità superiore a quella della luce, la radiazione non riuscì a tenere il passo con essa, generando una zona d’ombra tuttora presente, che rende visibile ai nostri occhi solo il 4% del creato. Il “mostro” che genera il dark flow si troverebbe proprio in questa zona d’ombra.
L’anomalia riscontrata da Kashlinsky non è unica ed è stata osservata anche da altri astronomi: Mile Hudson, cosmologo dell’Università di Waterloo in Ontario (Canada), ha scoperto a 400 milioni di anni luce dalla Terra, una porzione di Universo che si muove ad una volta e mezza la velocità del resto.
Secondo Hudson “Non c’è nulla al momento che dia una spiegazione a questa espansione disomogenea dell’Universo e , per trovare una risposta, potrebbe essere anche necessario rivedere le nostre teorie sull’intero cosmo”. Alla luce delle ultime osservazioni, l’Universo, per come lo abbiamo immaginato fino ad ora, continuerebbe a funzionare solo ipotizzando l’esistenza del dark flow, lasciando tuttavia un alone di mistero sulle sue origini.
Dai risultati ottenuti non si è ancora riusciti a comprendere l’origine del dark flow: neanche la cosiddetta energia oscura, che secondo le ipotesi più accreditate, dovrebbe essere generata da materia oscura (che non emetterebbe radiazioni, risultando pertanto invisibile), può arrivare giustificare fenomeni come quelli osservati da Hudson e Kashlinsky. Tuttavia esiste una seconda scuola di pensiero secondo cui una spiegazione a tutto questo ci sarebbe!

A domani per La Terra in una bolla

Mentre molti scienziati rivolgono gli occhi al cielo per cercare di carpire i segreti dell’Universo, altri tentano di conoscere meglio il nostro pianeta ancora pieno di enigmi. Uno di questi riguarda il campo magnetico: assodati gli effetti benefici dell’enorme calamita sulla quale tutti noi viviamo (è noto ad esempio che il campo magnetico ci protegge da dannose radiazioni provenienti dallo spazio) resta da capire come il il campo sia nato e come si evolverà in futuro.
In passato si è già verificato il fenomeno dell’inversione dei poli e nel 1830 ci si è andati molto vicino.
Per cercare di prevedere l’evoluzione del campo magnetico terrestre, il geologo statunitense Dan Lathrop ha creato un modello del nostro pianeta costituito da una sfera di metallo, del diametro di 3 metri, pesante la bellezza di 40 tonnellate, con al suo interno un cuore di ferro rotante.
La speranza di Dan Lathrop, e di tutti noi, è che si riesca effettivamente a produrre un campo magnetico simile a quello della Terra, e soprattutto capire cosa ci riserva il futuro.

Esistono dimensioni parallele nell’Universo? La domanda è avvincente. Secondo gli scienziati dell’esperimento MiniBooNE, al FermiLab di Batavia (USA), ci sono buone probabilità che sì, esistano davvero. I ricercatori, avvalendosi di un acceleratore di particelle, hanno esaminato alcune tipologie di neutrini riscontrando che una quantità maggiore di neutrini muonici a bassa energia si trasforma in neutrini elettronici.I neutrini sono particelle subatomiche suddivise in tre classi (muonici, elettronici, tau) che si trasformano l’uno nell’altro.  L’anomalia dunque si potrebbe spiegare ipotizzando l’esistenza di un quarto tipo di neutrino (denominato sterile) capace di muoversi in altre dimensioni.
A seguito del particolare risultato dell’esperimento, nel 2011 sarà inaugurato un nuovo progetto (MicroBooNE) per far luce sul mistero. A noi per ora non resta che continuare ad immaginare…