L’universo primordiale messo a fuoco
La CMB è una fonte unica di informazioni sul passato dell’universo. Lo spettro di questa eredità relativa alla luce emessa circa 380 000 anni dopo il Big Bang punta a un universo piuttosto “noioso”, in quanto non ci sono accenni di gradi di libertà al di là del modello standard o delle masse di neutrini più grandi del previsto. Tuttavia, le osservazioni Planck hanno ristretto il parametro inerente allo spazio di “inflazione”, un’espansione accelerata che l’universo ha sperimentato quando aveva un’età pari a una piccola frazione di secondo. Inoltre, gli scienziati ora sono più vicini che mai alla selezione di una piccola classe al di fuori dei tanti modelli inflazionistici proposti. Gli scienziati che lavorano al progetto NGSKY (Non-Gaussianity in the sky), finanziato dall’UE, si sono focalizzati sul primo modello di inflazione proposto da Alexei Starobinsky negli anni ottanta. Questo modello teorico basato su un’anomalia conformazionale della gravità quantistica è favorito dalle osservazioni Planck relative al primo anno. Il modello Starobinsky è equivalente a una teoria della gravitazione standard accoppiata a un grado di libertà scalare reale in propagazione, adatto alla guida dell’inflazione. Gli scienziati hanno incorporato questo modello gravitazionale con curvatura superiore alla teoria fondamentale della supergravità. La supergravità, come limite di bassa energia della teoria riguardante le superstringhe, ha offerto il giusto set-up per l’inflazione cosmica. Gli scienziati hanno utilizzato la teoria linearizzata, poiché era sufficiente per l’analisi dello spettro di campo. I loro risultati suggeriscono che i campi ausiliari della teoria di Einstein danno origine a gradi di libertà addizionali. Tuttavia, vi sono anche i cosiddetti modelli di inflazione di Higgs, che si trovano in accordo con le osservazioni Planck. Questi danno le stesse previsioni del modello Starobinsky. Nel progetto NGSKY, gli scienziati hanno dimostrato che esiste una ragione semplice per tale coincidenza. A quanto pare, tutti questi diversi modelli costituiscono in sostanza il modello Starobinsky durante il l’inflazione. Questa linea di ricerca ha portato a stabilire le relazioni di coerenza per la struttura a grande scala dell’universo come risultato delle corrispondenti relazioni di coerenza per l’inflazione. Queste relazioni non sono nient’altro che firme delle simmetrie sottostanti, rilevanti ai fini delle impostazioni cosmologiche. Utilizzando simmetrie di magnetoidrodinamica cosmologiche, gli scienziati hanno fornito preziose intuizioni riguardo a interazione tra grande struttura dell’universo, campi magnetici osservati e relativa origine. Le simmetrie sono state adottate per ulteriori informazioni sulle connessioni tra campo magnetico, materia oscura e barioni. Molte importanti scoperte del progetto NGSKY sono state diffuse alla comunità scientifica attraverso diverse pubblicazioni in riviste specializzate ad alto impatto. I risultati del progetto gettano le basi per nuovi collegamenti ancora da stabilire tra la fisica delle particelle fondamentali e la cosmologia, ossia la fisica delle grandi strutture dell’universo.
Parole chiave
Universo primordiale, missione Planck, radiazione cosmica di fondo, NGSKY, cosmologia
