{"id":7630,"date":"2019-05-15T13:46:50","date_gmt":"2019-05-15T11:46:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.media.inaf.it\/2019\/05\/13\/nuovo-filtro-per-mappare-luniverso-oscuro\/"},"modified":"2019-05-15T14:28:32","modified_gmt":"2019-05-15T12:28:32","slug":"nuovo-filtro-per-mappare-luniverso-oscuro-media-inaf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=7630","title":{"rendered":"Nuovo filtro per mappare l\u2019universo oscuro | MEDIA INAF"},"content":{"rendered":"

Un nuovo metodo per \u201cripulire\u201d le lenti gravitazionali sul fondo cosmico \u00abnon solo ci aiuter\u00e0 a studiare la materia oscura, ma anche alcuni tra gli altri grandi misteri cosmologici, come l\u2019origine dell’energia oscura o la massa dei neutrini\u00bb, dice Simone Ferraro, uno dei due autori, intervistato da Media Inaf<\/strong><\/em><\/p>\n

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Come il piedistallo di un calice distorce l\u2019immagine del fondo cosmico in microonde su cui \u00e8 appoggiato, oggetti di grandi dimensioni come ammassi di galassie e galassie possono distorcere in modo simile questa luce con il cosiddetto effetto di lente gravitazionale. Crediti: Emmanuel Schaan e Simone Ferraro\/Berkeley Lab<\/p>\n<\/div>\n

La luce pi\u00f9 antica conosciuta nel nostro universo, la cosiddetta radiazione cosmica di fondo<\/a><\/strong> in microonde (Cmb), \u00e8 stata emessa circa 380mila anni dopo il Big Bang. La mappa di questi fotoni primordiali \u2013 come quella ottenuta, per esempio, dal satellite Esa Planck<\/a><\/strong> \u2013 \u00e8 la foto dell\u2019universo neonato, e permette di stimare la quantit\u00e0 di materia ed energia oscure presenti nel cosmo.<\/p>\n

Una coppia di ricercatori del Lawrence Berkeley National Lab<\/a><\/strong> ha sviluppato un algoritmo, ora pubblicato<\/a><\/strong> su Physical Review Letters<\/em>, che permette di valutare meglio la distorsione prodotta sulla radiazione cosmica di fondo dall\u2019effetto lente gravitazionale<\/strong><\/a>, indotto da grandi masse di materia. Tra gli autori del nuovo \u201cfiltro\u201d l\u2019italiano Simone Ferraro<\/strong>. Nato e cresciuto a Casale Monferrato, in provincia di Alessandria, Ferraro dopo il liceo si \u00e8 trasferito a Cambridge, in Inghilterra, dove si \u00e8 laureato in matematica e fisica. In seguito \u00e8 andato negli Stati Uniti, conseguendo un master all\u2019Universit\u00e0 di Chicago e un dottorato in astrofisica a Princeton.\u00a0Infine l\u2019approdo a Berkeley, in California, dove \u00e8 attualmente staff<\/em> al Lawrence Berkeley National Lab. Media Inaf<\/em> lo ha intervistato.<\/p>\n

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Simone Ferraro. Crediti: Lbnl<\/p>\n<\/div>\n

Ferraro, qual \u00e8 l\u2019obiettivo del vostro studio?<\/strong><\/p>\n

\u00abIl nostro studio riguarda il lensing <\/em>gravitazionale della radiazione di fondo.\u00a0Una lente gravitazionale, come una lente normale, distorce la luce che le passa attraverso.\u00a0Pi\u00f9 \u00e8 grande la distorsione, e pi\u00f9 \u00e8 potente la lente, e il nostro obbiettivo \u00e8 trovare questa potenza della lente, che in gravit\u00e0 \u00e8 semplicemente la massa. In questo caso, la luce<\/em> \u00e8 la radiazione di fondo, cio\u00e8 quell\u2019emissione termica che rimane dal Big Bang e dal periodo iniziale di espansione.\u00a0I fotoni provenienti dalla\u00a0radiazione di fondo attraversano tutto l\u2019universo osservabile e, mappando questa distorsione, possiamo vedere tutta la massa nell\u2019universo, incluso quell\u201980 per cento che \u00e8 materia oscura, la cui natura \u00e8 uno dei principali problemi irrisolti in fisica\u00bb.<\/p>\n

Sembra quasi facile\u2026 \u00e8 cos\u00ec?<\/strong><\/p>\n

\u00abNo. Il problema che ci trovavamo davanti \u00e8 che purtroppo i nostri telescopi non ricevono solo fotoni dalla radiazione di fondo, ma c\u2019\u00e8 una grande contaminazione dall\u2019emissione di galassie intorno a noi, soprattutto dalla polvere interstellare presente in queste. L\u2019emissione di galassie crea uno \u201cschermo\u201d che maschera il segnale che stiamo cercando, e limita severamente la nostra abilit\u00e0 nel ricostruire la distribuzione di materia nell\u2019universo\u00bb.<\/p>\n

Come siete riusciti a distinguere l\u2019effetto lente gravitazionale dal \u201cpolverone galattico\u201d?<\/strong><\/p>\n

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Un set di immagini del fondo cosmico a microonde senza (in alto) e con (in basso) effetti di lente gravitazionale. (Crediti: Wayne Hu e Takemi Okamoto \/ Universit\u00e0 di Chicago)<\/p>\n<\/div>\n

\u00abAbbiamo usato un\u2019idea semplice ed elegante: le simmetrie del problema. Una lente produce sia un ingrandimento (magnification<\/em>), sia una distorsione asimmetrica<\/strong> (shearing<\/em>) che allunga una direzione rispetto all\u2019altra. Questi effetti possono essere visivamente intuiti guardando le distorsioni prodotte dal fondo di un bicchiere su una mappa della radiazione di fondo. L\u2019idea che ha portato a una soluzione \u00e8 stata quella di notare che l\u2019emissione delle galassie \u00e8 in media simmetrica, e quindi non produce distorsioni asimmetriche.\u00a0Quindi tutto lo shearing<\/em> nella mappa \u00e8 prodotto dal lensing<\/em>\u00bb.<\/p>\n

Questo in teoria. Ma all\u2019atto pratico?<\/strong><\/p>\n

\u00abOltre all\u2019idea, abbiamo trovato un metodo per separare in modo matematico l\u2019effetto di shearing<\/em> e magnification<\/em>, e abbiamo dimostrato che stimare l\u2019effetto di lensing<\/em> dallo shearing<\/em> porta a un risultato immune da tutte le contaminazioni. Questo non succede nei metodi tradizionali, che sono soggetti ai problemi di contaminazione\u00bb.<\/p>\n

Quali sono le applicazioni immediate del vostro risultato?<\/strong><\/p>\n

\u00abOttenere mappe pi\u00f9 accurate e a pi\u00f9 alta risoluzione della materia nell\u2019universo, inclusa la materia oscura. Questo non solo ci aiuter\u00e0 a studiare la materia oscura, ma anche alcuni tra gli altri grandi misteri cosmologici, come l\u2019origine dell\u2019energia oscura o la misura della massa dei neutrini\u00bb.<\/p>\n

E in seguito?<\/strong><\/p>\n

\u00abIl nostro metodo \u00e8 in corso di implementazione in alcuni dei maggiori esperimenti, e ci aspettiamo che la maggior parte dei futuri esperimenti ne tragga beneficio\u00bb.<\/p>\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

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