Una porzione di una nuova immagine della luce più antica dell'universo scattata dall'Atacama Cosmology Telescope. Questa parte copre una sezione del cielo 50 volte la larghezza della luna, che rappresenta una regione dello spazio di 20 miliardi di anni luce di diametro. La luce, emesso appena 380, 000 anni dopo il Big Bang, varia nella polarizzazione (rappresentata qui da colori più rossi o più blu). Gli astrofisici hanno utilizzato la distanza tra queste variazioni per calcolare una nuova stima dell'età dell'universo. Credito:ACT Collaboration
Nuovi dati rilasciati oggi dall'Atacama Cosmology Telescope (ACT) in Cile indicano che il nostro universo ha circa 13,8 miliardi di anni, corrispondendo alle misurazioni effettuate dal satellite Planck nel 2015, e mettendo in discussione i risultati del 2019 di un altro gruppo di ricerca che ha determinato che l'età dell'universo è molto più giovane di quanto previsto dal satellite Planck. Quello studio aveva misurato il movimento delle galassie per ottenere il loro numero, mentre l'ACT ha misurato la luce polarizzata per giungere alle sue conclusioni.
Mark Halpern, Professore UBC nel dipartimento di fisica e astronomia, fa parte del team internazionale che collabora all'ACT, che comprende scienziati di 41 istituzioni in sette paesi. Abbiamo parlato con Halpern di queste nuove scoperte, e il loro significato.
Come funziona il telescopio ACT?
L'Atacama Cosmology Telescope è un telescopio di sei metri di diametro con una fotocamera molto sensibile che misura la luce polarizzata. È uno degli osservatori di elevazione più alti del mondo, situato lungo la dorsale delle Ande cilene per evitare di dover guardare attraverso l'aria umida. Il telescopio stesso è stato costruito da Empire Dynamic Systems a Port Coquitlam, e portato da Vancouver al Cile in barca.
È sintonizzato per funzionare a lunghezze d'onda vicine a pochi millimetri, dove la cosa più luminosa nel cielo è un bagliore termico lasciato dal plasma che ha riempito l'universo primordiale. ACT passa tutto il suo tempo a scansionare avanti e indietro, facendo le mappe più sensibili che può della struttura cosmica. La novità di questa pubblicazione di dati è che le nostre misurazioni della polarizzazione sono molto precise. La luminosità del cielo ci parla della struttura nell'universo primordiale. La polarizzazione ci parla del movimento. Insieme, i dati ci danno un quadro molto dettagliato della dinamica.
Cosa ci dicono queste nuove scoperte sull'età dell'universo? E perché questo è significativo?
Il significato di questi risultati, per me, è che anche con dati migliori e una migliore comprensione, il nostro modello dell'universo regge molto bene. L'età non è davvero il grosso problema qui. Pensavamo che l'universo avesse circa 13,77 miliardi di anni, più o meno 40 milioni di anni. Ora crediamo che abbia 13,79 miliardi di anni, più o meno 21 milioni di anni.
L'Atacama Cosmology Telescope misura la luce più antica dell'universo, noto come sfondo cosmico a microonde. Usando queste misurazioni, gli scienziati possono calcolare l'età dell'universo. Credito:Debra Kellner
Forse 21 milioni di anni suonano come una grande incertezza, ma come frazione, questo è molto preciso. Immagina un medico che esamina un paziente di 50 anni e dalle sue condizioni attuali, non la loro storia, stimando la loro età con una precisione di 25 giorni!
Possiamo essere così precisi perché i dati sono ottimi, il modello calza molto bene, e il modello è semplice. Dati i dati, comprendiamo il sistema, e non ci sono molte opzioni su come l'universo è invecchiato. Ciò che è sorprendente è quanto siamo consapevoli di noi stessi, e ciò che questo ci dice delle nostre vite che possiamo sapere che l'universo ha un inizio, e conoscere la sua età con un alto grado di precisione.
Queste scoperte sollevano nuove domande sul nostro universo e sulle sue origini?
Sì e no. La storia principale è che questi dati aggiungono un po' di precisione alle nostre misurazioni, e anche così il modello più semplice del nostro universo rimane in ottima forma. Questa è stata una storia straordinaria nel corso degli anni, con i dati che migliorano in precisione di un fattore 100, 000 e gli stessi modelli vanno ancora bene.
Ma questi dati aumentano la tensione che c'è nel complesso dei dati cosmologici. Quando deduciamo la costante di Hubble, l'attuale tasso di espansione dell'universo, dal fondo cosmico a microonde (CMB) e da altre misurazioni su larga scala, otteniamo un valore diverso da quello misurato più localmente da quella che viene chiamata scala delle distanze. Se questa differenza è reale, è una sfida ai modelli cosmologici.
Qual è il futuro dell'ACT?
Le nostre osservazioni continuano. Il nostro prossimo grande obiettivo è cercare un minuscolo modello di polarizzazione che viola la parità. Se lo vediamo, è un indizio sulla radiazione gravitazionale generata nei primissimi istanti della nascita dell'universo. Molti esperimenti, non solo AGIRE, stanno cercando questo segnale.
