L’universo è un posto meravigliosamente complesso, pieno di galassie e strutture su larga scala che si sono sviluppate nell’arco di 13,7 miliardi di anni di storia. Con l’espansione dell’Universo, ciò che ebbe inizio come piccole perturbazioni si è sviluppato nel tempo, proprio come avviene per le onde in uno stagno. Osservando queste “increspature” su larga scala, siamo finalmente in grado di conoscere le condizioni iniziali dell’universo. Ma è proprio ora il momento migliore per studiare l’Universo antico? oppure lo era qualche miliardo di anni fa? O sarà meglio, invece, in un lontano futuro?
L'immagine dell'Universo vista dal telescopio Planck. Foto: ESA
Nuovi calcoli del teorico Avi Loeb (Harvard) dimostrano come il momento ideale per studiare il Cosmo fosse più di 13 miliardi di anni fa, quasi 500 milioni di anni dopo il Big Bang. Più lontano nel futuro si va da quel momento, più si perdono informazioni sullo stato dell’Universo primordiale.
“Sono contento di essere un cosmologo in un tempo cosmico in cui possiamo ancora recuperare alcuni degli indizi su come ha avuto inizio l’Universo”, ha detto Loeb.
Due processi concorrenti permettono di definire il momento migliore per osservare il Cosmo. Nell’Universo più giovane l’orizzonte cosmico era più vicino, e dunque avremmo potuto osservare molte meno cose. Con l’aumentare dell’età dell’Universo, si riesce via via a vedere di più poiché la luce ha via via il tempo di raggiungerci da distanze più remote. Tuttavia, in un Universo più grande e anche più evoluto, la materia si è aggregata per generare oggetti legati gravitazionalmente, come le stelle, le galassie e gli ammassi di galassie. Questo in un certo senso ha contribuito a “intorbidire le acque dello stagno” cosmico, contribuendo a far perdere memoria delle condizioni iniziali su scale di piccole dimensioni. I due effetti dunque si contrastano l’un l’altro: il primo cresce meglio via via che il secondo peggiora.
Loeb ha posto la seguente domanda: quando sono avvenute le condizioni di visualizzazione ottimali? Da una serie di deduzioni Loeb ha trovato che il momento migliore per studiare le perturbazioni cosmiche fosse avvenuto circa 500 milioni di anni dopo il Big Bang.
Questa è anche l’epoca in cui le prime stelle e galassie cominciarono a formarsi. La tempistica non è casuale. Poiché le informazioni sull’Universo primordiale iniziarono a perdersi quando le prime galassie si formarono, il momento migliore per visualizzare le perturbazioni cosmiche è avvenuto proprio quando iniziarono a formarsi le prime stelle.
Ma non è troppo tardi. Gli osservatori moderni riescono comunque ad accedere a quell’epoca così remota per mezzo di indagini volte a rilevare l’emissione radio a 21 cm (lunghezza d’onda usata per le osservazioni) del gas di idrogeno. Queste onde radio impiegano più di 13 miliardi di anni per giungere fino a noi, così possiamo ancora vedere come l’universo appariva a 500 milioni di anni dalla sua formazione .
“Le osservazioni a 21 centimetri sono la nostra più grande speranza”, ha affermato Loeb. “Osservando l’idrogeno a grandi distanze, siamo in grado di mappare come la materia era distribuita in quell’epoca così remota”.
L’accelerazione dell’Universo rende il quadro, tuttavia, desolante per i cosmologi del futuro. Poiché l’espansione del Cosmo sta accelerando, le galassie sono spinte oltre il nostro orizzonte. La luce che lascia quelle galassie lontane non potrà mai raggiungere la Terra in un futuro lontano. Inoltre, la scala delle strutture gravitazionalmente non legate diviene ogni giorno più grande. Alla fine anche questa, si estenderà oltre il nostro orizzonte. In un tempo futuro, tra 10 e 100 volte l’attuale età dell’universo, i cosmologi non saranno più in grado di osservarle.
“Se vogliamo conoscere l’Universo com’era in gioventù, è meglio guardare ora prima che sia troppo tardi!”, ha detto in ultimo Loeb.
