Big Bang confermato dagli studi di un italiano su gas primordiali
25/11/2011 – La teoria del Big Bang, l’esplosione primordiale che avrebbe originato l’Universo, ha un’ulteriore “prova”. Un gruppo di astronomi coordinato dall’italiano Michele Fumagalli della University of California ha individuato due ammassi di gas, costituiti da idrogeno, deuterio (isotopo dell’idrogeno) e, probabilmente, elio, a circa 12 miliardi di anni luce dalla Terra. Una composizione identica a quella delle “stelle” primordiali, che sarebbero esistite subito dopo la nascita dell’Universo, da cui successivamente si sono formati i metalli, elementi con peso superiore a quello dell’elio, e presenti in tutti i corpi celesti.
La scoperta è un importante traguardo per la comunità scientifica: queste “nuvole” di gas puro erano state finora solo ipotizzate, ma mai osservate direttamente.
La scoperta è un importante traguardo per la comunità scientifica: queste “nuvole” di gas puro erano state finora solo ipotizzate, ma mai osservate direttamente.
Il Big Bang
L’esplosione che avrebbe determinato la nascita e lo sviluppo dell’Universo è nota come Big Bang. Il termine – in italiano “grande botto” – viene coniato nel marzo 1949 dall’astrofisico inglese Fred Hoyle, durante una trasmissione radiofonica della BBC, con riferimento alla teoria elaborata tre anni prima da George Gamow, fisico di origine russa, naturalizzato statunitense.
Essa afferma che l’Universo si è generato a partire da una massa iniziale calda e densa, cui sarebbe seguita un’espansione con relativa diminuzione delle altissime temperature. Questo processo prese il via 13,7 miliardi di anni fa: in principio si sarebbero formate nubi primordiali costituite da tutti gli elementi più leggeri (idrogeno, elio e litio), derivati da un processo di nucleosintesi, avvenuto nei primi tre minuti successivi al Big Bang, quando temperatura e densità erano sufficienti a consentire la fusione nucleare. Solo in un secondo momento iniziarono a generarsi gli altri elementi più pesanti e, qualche centinaio di migliaia di anni dopo, da questi agglomerati primordiali nacquero le prime stelle.
L’esplosione che avrebbe determinato la nascita e lo sviluppo dell’Universo è nota come Big Bang. Il termine – in italiano “grande botto” – viene coniato nel marzo 1949 dall’astrofisico inglese Fred Hoyle, durante una trasmissione radiofonica della BBC, con riferimento alla teoria elaborata tre anni prima da George Gamow, fisico di origine russa, naturalizzato statunitense.
Essa afferma che l’Universo si è generato a partire da una massa iniziale calda e densa, cui sarebbe seguita un’espansione con relativa diminuzione delle altissime temperature. Questo processo prese il via 13,7 miliardi di anni fa: in principio si sarebbero formate nubi primordiali costituite da tutti gli elementi più leggeri (idrogeno, elio e litio), derivati da un processo di nucleosintesi, avvenuto nei primi tre minuti successivi al Big Bang, quando temperatura e densità erano sufficienti a consentire la fusione nucleare. Solo in un secondo momento iniziarono a generarsi gli altri elementi più pesanti e, qualche centinaio di migliaia di anni dopo, da questi agglomerati primordiali nacquero le prime stelle.
La teoria del Big Bang è frutto di studi già condotti anni prima da altri scienziati e si basa sulla relatività generale di Albert Einstein e sul modello di omogeneità e isotropia dell’Universo (per isotropia si intende la proprietà di un corpo di presentare gli stessi valori di una grandezza fisica in tutte le direzioni), elaborato dal matematico e cosmologo Alexander Friedmann e da Georges Lemaître, astronomo e fisico.
Osservazioni sperimentali successive hanno supportato la teoria di Gamow e, nel 1965, il Big Bang è stato accettato come modello cosmologico standard.
Il nuovo studio
Le nuvole di gas puro risalenti ai momenti immediatamente successivi alla “grande esplosione” erano, però, pura speculazione. Fino all’esperimento di un team di astronomi, coordinato da Michele Fumagalli, laureato all’Università Bicocca di Milano e attualmente ricercatore presso la University of California a Santa Cruz. Insieme a Xavier Prochaska, della stessa università, e a John O’Meara, del Saint Michael’s College, nel Vermont, ha studiato lo spettro di luce proveniente dai quasar, oggetti extragalattici di aspetto stellare, attraverso uno spettrometro dell’Osservatorio Keck, situato sulla vetta di un vulcano spento nelle isole Hawaii. Analizzando la lunghezza d’onda di questi oggetti, hanno avuto modo di osservare cosa si frappone tra essi e la Terra, scoprendo, così, due ammassi gassosi di idrogeno e deuterio (isotopo dell’idrogeno) nelle costellazioni del Leone e dell’Orsa Maggiore, a 12 miliardi di anni luce dalla Terra. Secondo gli studiosi, nel conglomerato è quasi sicuramente presente anche l’elio, che però non è rintracciabile dal rilevatore.
Osservazioni sperimentali successive hanno supportato la teoria di Gamow e, nel 1965, il Big Bang è stato accettato come modello cosmologico standard.
Il nuovo studio
Le nuvole di gas puro risalenti ai momenti immediatamente successivi alla “grande esplosione” erano, però, pura speculazione. Fino all’esperimento di un team di astronomi, coordinato da Michele Fumagalli, laureato all’Università Bicocca di Milano e attualmente ricercatore presso la University of California a Santa Cruz. Insieme a Xavier Prochaska, della stessa università, e a John O’Meara, del Saint Michael’s College, nel Vermont, ha studiato lo spettro di luce proveniente dai quasar, oggetti extragalattici di aspetto stellare, attraverso uno spettrometro dell’Osservatorio Keck, situato sulla vetta di un vulcano spento nelle isole Hawaii. Analizzando la lunghezza d’onda di questi oggetti, hanno avuto modo di osservare cosa si frappone tra essi e la Terra, scoprendo, così, due ammassi gassosi di idrogeno e deuterio (isotopo dell’idrogeno) nelle costellazioni del Leone e dell’Orsa Maggiore, a 12 miliardi di anni luce dalla Terra. Secondo gli studiosi, nel conglomerato è quasi sicuramente presente anche l’elio, che però non è rintracciabile dal rilevatore.
Il risultato è significativo non solo perché dà un segno tangibile dell’esistenza di questi conglomerati primordiali, fino a questo momento solo ipotizzati, ma anche perché dimostra che la distribuzione dei metalli nei corpi celesti non è così omogenea e regolare, come creduto finora.
Per approfondire l’argomento, leggi le voci enciclopediche qui a fianco e i link alle risorse, nazionali e internazionali, presenti in Rete
LINK AL WEB ITALIANO
- “Ecco le prime nuvole: da qui sono nate le stelle” (da Corriere.it, 13/11/2011)
- “Le nubi di gas che provano il Big Bang” (da Galileo, 11/11/2011)
- Università di Milano Bicocca