Di cosa è fatta la gravità?
8 maggio 2014
Una delle scoperte fisiche più incredibili e sorprendenti di questo secolo è stata appena fatta da un team di scienziati con sede al Polo Sud, che azionava un telescopio, chiamato BICEP2.
Hanno trovato un’impronta digitale celeste che non solo spiega l’inizio esplosivo del tempo, ma rivela anche i segreti microscopici della gravità. Per capire cos’è questa impronta digitale, immagina di tornare indietro all’orologio cosmico subito dopo il big bang, quando l’universo era affollato in una palla calda e densa oltre un miliardo di volte più piccola del nucleo di un atomo.
Per decenni, i fisici si sono chiesti quali leggi della natura avrebbero dominato qui; le piccole dimensioni dell’universo significavano che il mondo ribollente ed etereo delle particelle quantistiche dovesse essere in gioco, ma l’immensa massa significava che anche il mondo di gravità che si piegava nello spazio dovrebbe essere al lavoro.
Così il fisico fuse questi mondi, e si avvicinò con una strana idea. Hanno proposto che la gravità è in realtà fatta di particelle quantistiche, che hanno chiamato ” gravitoni.”Ovunque ci sia gravità, ci sarebbero gravitoni: sulla terra, nei sistemi solari, e soprattutto nel minuscolo universo infantile dove le fluttuazioni quantistiche dei gravitoni sono sorte, piegando le sacche di questo minuscolo spazio-tempo. Ma se i gravitoni sono ovunque, perché non possiamo vederli?
Sfortunatamente, un singolo gravitone è troppo misero da rilevare, quindi non abbiamo avuto prove di loro. Ma gli scienziati hanno fatto un’altra ipotesi sul momento dopo il big bang. Hanno proposto che in questa piccola palla angusta, invece di attrazione gravitazionale tra la materia, ci sarebbe stata una feroce repulsione gravitazionale, che avrebbe causato tutto per esplodere verso l “esterno in un evento momentaneo chiamato” inflazione.”Durante l’inflazione, le fluttuazioni del gravitone una volta minuscole si gonfiavano anche in grandi onde gravitazionali.
Nei seguenti anni infantili dell’universo, le particelle fotoniche di luce e particelle cariche erano così affollate nello spazio che si scontravano costantemente, nel frattempo le onde gravitazionali si estendevano e contrassero parti dello spazio, causando la formazione di punti freddi e punti caldi.
Dove questi punti si sono incontrati, i fotoni che rimbalzavano le particelle di carica si sono allineati e insieme tutti questi fotoni hanno prodotto modelli distinti nel bagliore cosmico. Circa 380.000 anni dopo il big bang, l’universo divenne così grande e tutte le particelle erano così diffuse che le collisioni si fermarono e i modelli finali di luce si riversarono nello spazio, dove possiamo vederli oggi.
I turbinii in questi modelli di torsione della luce sono chiamati “modi b” e sono l’impronta digitale che gli scienziati hanno trovato. Sono la prima prova diretta dell’inflazione o dell’esplosione che ha generato il nostro universo e la prova più forte che abbiamo mai avuto che la gravità è, in realtà, fatta di minuscole particelle, chiamate gravitoni.