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Comprendere le fasi primordiali della storia cosmica

La cosmologia, che studia la natura e l’evoluzione dell’Universo nel suo insieme, ha fatto passi da gigante negli ultimi 30 anni. Le nostre maggiori conoscenze sulla storia cosmica ci sono state rivelate essenzialmente dallo studio della radiazione cosmica di fondo, la luce più antica che siamo in grado di osservare. Oggi, non siamo certi quando avverrà la prossima scoperta e allo stesso tempo possiamo affermare, senza alcun dubbio, di vivere nell’epoca della ‘cosmologia di precisione’ (vedasi L’Universo Infante. L’era della cosmologia di precisione).

Lo studio della radiazione cosmica di fondo è un campo ricco ed in continua evoluzione che ispira la comunità scientifica, sia che si tratti di astronomi o di fisici. L’obiettivo principale è comprendere le origini dell’Universo, le sue fasi primordiali e le leggi fisiche fondamentali che lo governano. Tra gli scienziati coinvolti in questa affascinante ricerca il fisico Liam McAllister, uno specialista della teoria delle stringhe e premiato con il  National Science Foundation Early Career Award per i suoi lavori sull’Universo delle origini, sta tentando di capire come i modelli dell’inflazione cosmica possano emergere in un quadro che sia matematicamente consistente. “Vogliamo capire le leggi della fisica che stanno alla base del processo dell’inflazione in modo da costruire una serie di modelli per prevedere i risultati degli esperimenti futuri“, spiega McAllister. Secondo lo scienziato, ciò che serve è una teoria in cui le leggi della gravità siano governate ai livelli più fondamentali dalle regole della meccanica quantistica e si comportino, allo stesso tempo, secondo le leggi della fisica classica valide in quei sistemi di grandi dimensioni che si muovano lentamente. Finora, pare che la teoria delle stringhe rappresenti l’unico approccio che permette di offrire una teoria della gravità quantistica coerente. La realizzazione del progetto  CCAT (Cornell Caltech Atacama Telescope), che sarà il più grande telescopio in banda submillimetrica del mondo, rappresenterà un vantaggio per i cosmologi. L’utilizzo del telescopio CCAT permetterà di esplorare la dinamica degli ammassi di galassie con una precisione decisamente più elevata rispetto a quella attuale. I vari esperimenti che hanno lo scopo di analizzare la radiazione cosmica di fondo hanno il potenziale di esplorare le leggi della natura ad un livello ancora più fondamentale di quanto non sia stato fatto fino ad oggi. “Ad esempio, siamo in trepidante attesa, tra qualche mese, dei risultati sulla polarizzazione della radiazione cosmica da parte del satellite Planck che potrebbero fornirci preziosi indizi sulle fasi primordiali della storia cosmica“, dice McAllister. Insomma, tutto ciò rende la ricerca affascinante poichè una di queste osservazioni o esperimenti in corso potrebbe cambiare in maniera radicale la nostra visione dell’Universo.

Cornell University: Cosmologists probe beyond the Big Bang

arXiv: Aligned Natural Inflation in String Theory

arXiv: A New Angle on Chaotic Inflation

arXiv: Inflation and String Theory

arXiv: A Statistical Approach to Multifield Inflation: Many-field Perturbations Beyond Slow Roll

arXiv: The Wasteland of Random Supergravities

arXiv: Challenges for String Cosmology

arXiv: Advances in Inflation in String Theory

arXiv: CMBPol Mission Concept Study: Probing Inflation with CMB Polarization