Il Fondo cosmico a microonde (abbreviato in CMB), è la luce: la luce più antica e più lontana che possiamo vedere nell’intero universo. Viene da subito dopo il Big Bang, che è considerato l’inizio dell’universo.
Tuttavia, non è fatta di luce che tu o io siamo in grado di vedere ad occhio nudo. Il tipo di luce che possiamo vedere si chiama luce visibile, ma esistono altri tipi di luce. Le microonde sono un tipo di luce, così come i raggi X che utilizziamo per verificare la presenza di ossa rotte e le onde radio che ci consentono di ascoltare la musica in macchina.
All’inizio, la CMB era una luce a raggi X molto energica. Nel tempo, ha perso energia ed è diventata microonde a bassa energia.
Il CMB è la luce che ci arriva dall’inizio dell’universo. A quel tempo, l’universo era molto caldo e denso e pieno di particelle chiamate elettroni e protoni. Queste particelle hanno una carica elettrica e quando la luce raggiunge una delle particelle, la carica elettrica manderebbe la luce in un’altra direzione. Questo ha impedito alla luce di viaggiare molto lontano.
Raffreddamento
Nel corso del tempo, però, l’universo si espanse e si raffreddò. Alla fine, una volta che l’universo è diventato abbastanza freddo, gli elettroni e i protoni hanno iniziato a legarsi insieme e a formare atomi di idrogeno. Questi atomi non hanno carica elettrica, quindi non influenzano la luce nello stesso modo degli elettroni e dei protoni. La luce potrebbe attraversarli e attraversare l’universo come se fosse completamente vuoto.
L’universo si è raffreddato alla stessa velocità dappertutto, quindi questo processo è avvenuto allo stesso tempo ovunque. Improvvisamente, la luce iniziò a viaggiare molto lontano in tutto l’universo allo stesso tempo. Questa luce viaggia ancora oggi, ed è ciò che ci raggiunge sulla Terra come Fondo cosmico a microonde.
La luce CMB era sempre presente nell’universo ma non poteva viaggiare lontano fino alla formazione dei primi atomi. In effetti, sappiamo che è stata rilasciata 380.000 anni dopo il Big Bang. Sembra molto tempo tra il Big Bang e il rilascio di CMB, ma poiché l’universo ha quasi 14 miliardi di anni, questo evento si colloca a quando l’universo era ancora molto giovane.
Il CMB ci da molte informazioni importanti su com’era l’universo tanto tempo fa. Secondo la teoria del Big Bang, l’universo primordiale era molto caldo e pieno di radiazioni. Man mano che l’universo si espandeva e si raffreddava, questa radiazione sarebbe stata rilasciata. Questo è esattamente ciò che vediamo ora come radiazione cosmica di fondo. Ha anche la temperatura prevista dalla teoria del Big Bang, ed è per questo che possiamo dire che la CMB è la prova che la teoria del Big Bang è corretta.
Una scoperta accidentale
Il CMB è stato scoperto per caso. Due scienziati negli Stati Uniti, Robert Wilson e Arno Penzias, stavano usando un telescopio a microonde e continuavano a vedere lo stesso segnale extra ovunque puntassero l’antenna. Pensavano che il segnale extra potesse essere causato da un guasto nel loro telescopio o anche da escrementi di piccione sulla loro antenna.
Alla fine si resero conto di essere le prime persone a rilevare la CMB, che la teoria del Big Bang aveva previsto sarebbe esistita. Hanno vinto il premio Nobel per la loro scoperta.
Da allora, abbiamo inviato molti telescopi nello spazio per ottenere immagini sempre migliori della CMB. Guardare la luce più antica dell’universo può aiutarci a capire come è nato tutto ciò che vediamo oggi.
Autore
Christopher Pattison, Università di Portsmouth
