Dati recenti dal satellite di Planck non hanno rivelato alcuna onda gravitazionale incorporata nel fondo cosmico delle microonde - l'originale "eco" del Big Bang, verificatosi circa 14 miliardi di anni fa.
Questo risultato contraddice il famigerato rapporto BICEP2 sul rilevamento delle onde gravitazionali nel marzo dello scorso anno - ma questa non è la fine per le onde gravitazionali, né per la teoria dell'inflazione. In effetti, prevediamo di intensificare la ricerca di onde gravitazionali nei prossimi mesi o anni.
Planck Space Telescope
Dopo che i dettagli delle osservazioni di Planck sono stati pubblicati questa settimana, Discovery News è stata in grado di parlare con il cosmologo Kendrick Smith del Perimeter Institute for Theoretical Physics in Ontario, Canada, per scoprire come i dati di Planck hanno avuto un impatto e come avrebbe influenzato il nostro desiderio di cosa è successo quando è nato l'universo.
Ricordiamo a marzo 2014, i ricercatori che hanno utilizzato il telescopio BICEP2 hanno fatto un'affermazione molto forte che hanno trovato un'impronta di onde gravitazionali nelle radiazioni più antiche osservate in un Universo distante - uno sfondo cosmico a microonde o semplicemente una radiazione relic. Questa radiazione è un residuo del Big Bang e quindi proviene dalla genesi del nostro Universo.
Studiando le radiazioni della reliquia, i cosmologi stanno cercando una capsula del tempo spaziale - una caratteristica catturata da questa radiazione, creata dopo il Big Bang e quindi la sua struttura può dirci molto. "Come è nato l'universo è una delle più grandi domande a cui i cosmologi stanno cercando di rispondere", ha detto Smith. "Ci sono diverse teorie su quello che è successo poco dopo il Big Bang ... Ma il problema è che non abbiamo una singola teoria al riguardo, ne abbiamo molti!"
Sebbene Smith non sia direttamente coinvolto nella pubblicazione congiunta di BICEP2 / Planck questa settimana, è un membro della cooperazione internazionale di Planck.
Una teoria è che l'Universo ha cominciato a espandersi rapidamente subito dopo il Big Bang, e un modo possibile per confermare questo periodo di inflazione è quello di rilevare le onde gravitazionali catturate nelle radiazioni delle reliquie.
Mappa preliminare dell'universo, realizzata dal Planck Space Telescope
Il telescopio specializzato BICEP2, situato al Polo Sud, è specificamente progettato per cercare la polarizzazione nelle radiazioni relitte antiche, anche chiamate "modalità B-polarizzazione". Se viene rilevata la modalità B, questo sarà un segno che esistono le onde gravitazionali, dimostrando così alcune teorie inflazionistiche dell'Universo.
"Quando queste onde gravitazionali vengono rilevate nel fondo cosmico delle microonde, possiamo restringere la fisica del Big Bang", ha detto Smith.
Telescopio specializzato BICEP2 situato al Polo Sud Ed è quello che la squadra ha pensato quando hanno trovato qualcosa su una piccola zona di cielo. C'era un segnale B-mode molto forte che non poteva (in quel momento) essere spiegato da nessun altro fenomeno.
"Nel risultato iniziale di BICEP2, hanno visto che la polarizzazione B-mode del CMB era ad un livello che corrispondeva grosso modo all'ampiezza del segnale dell'onda gravitazionale, che sarebbe compatibile con le nostre osservazioni", ha aggiunto Smith.
Ma i ricercatori di BICEP2 hanno sottovalutato l'influenza della polvere magnetizzata che riempie la nostra galassia.
Quando osserviamo qualsiasi radiazione situata all'esterno della Via Lattea, dobbiamo guardare attraverso una nuvola sottile di polvere interstellare e solo così accade che questa polvere può anche generare B-mode di radiazione polarizzata. Per compensare questo fenomeno, il Telescopio Spaziale Europeo di Planck, che è sensibile alle onde gravitazionali e alla polvere cosmica, iniziò a creare una mappa di impronta magnetica della polvere galattica. La missione di Planck è stata completata nel 2013, ma il suo enorme database è ancora in fase di elaborazione e interpretazione.
A marzo dello scorso anno, il team BICEP2 aveva accesso solo al database preliminare di Planck e quindi giunse alla conclusione che, nel campo di vista BICEP2, l'influenza della polvere galattica era minima e rilevavano la radiazione di reliquia nella modalità del segnale B.
"Hanno pensato che si trattasse di onde gravitazionali, non di polvere, basate su una serie di analisi statiche ottenute principalmente sulla base delle emissioni approssimative di polveri nella nostra galassia", ha detto Smith. Sebbene nessuno nella comunità cosmologica abbia contestato il fatto che il team BICEP2 abbia effettivamente scoperto la modalità di polarizzazione B, hanno sostenuto che si sapeva troppo poco sulla polvere galattica e sulla sua influenza.
Mappa finale dell'universo
Così, questa settimana, il team congiunto di scienziati Planck e BICEP2 ha affermato di non aver trovato tracce di onde gravitazionali nei dati di BICEP2. In altre parole, la sorgente della polarizzazione in modalità B, che è stata originariamente rilevata da BICEP2, è la polvere, non le onde gravitazionali.
Quindi adesso? Sebbene l'annuncio di marzo fosse prematuro, la ricerca di onde gravitazionali è ancora in corso. I cosmologi ora sono armati di una mappa della polvere completa della nostra galassia. Smith spera che nei prossimi 5 anni, ampie osservazioni multi-frequenza aiuteranno a rilevare la modalità di polarizzazione B sfuggente generata dalle onde gravitazionali.
