Il segreto meglio custodito dell'Universo
Ok, immaginate questo: state cercando di sentire un sussurro in mezzo a un concerto rock. È sostanzialmente ciò con cui gli astronomi hanno avuto a che fare quando hanno cercato di studiare uno dei periodi più affascinanti della storia cosmica—i circa 150 milioni di anni dopo il Big Bang, quando l'universo era completamente buio. Nessuna stella. Nessuna luce. Solo... oscurità.
Per molto tempo, questa era è stata sostanzialmente invisibile per noi. Non potevamo vederla perché, beh, non c'era ancora nulla che emettesse luce. Ma ecco il punto: tutto quel gas idrogeno fluttuante in quel periodo stava in realtà "cantando" in un certo senso—un segnale radio così incredibilmente debole che rilevarlo sembrava come cercare di sentire qualcuno respirare dall'altra parte del mondo.
Ora, un team di ricercatori dell'Università di Cambridge ha costruito qualcosa di genuinamente fantastico per finalmente ascoltare. Lo chiamano CosmoCube, ed è grande circa come un piccolo bagaglio a mano. Non so voi, ma trovo assolutamente incredibile che potremmo svelare i segreti dell'universo primordiale con qualcosa che potrebbe stare nel compartimento bagagli del vostro aereo.
Perché andare sulla Luna?
Ecco dove le cose si fanno intelligenti. Potreste chiedervi: perché non puntare semplicemente un telescopio verso il cielo dalla Terra? Ne abbiamo a iosa.
Bene, c'è un problema—anzi, diversi problemi. In primo luogo, l'ionosfera del nostro stesso pianeta agisce come un gigantesco scudo radio, bloccando esattamente le frequenze che questo segnale antico utilizza. In secondo luogo, tutto, dalle stazioni radio FM ai cellulari ai satelliti, emana così tanto rumore radio che qualsiasi segnale proveniente da 13,5 miliardi di anni fa viene completamente sommerso. È come cercare di sentire il battito cardiaco di un topo stando accanto a un motore a reazione.
La soluzione? Nascondersi dietro la Luna.
Quando CosmoCube orbita attorno al lato nascosto della Luna, l'intero corpo lunare agisce come un blocco radio naturale, proteggendo la minuscola navicella dalle interferenze terrestri. Per circa 40 minuti durante ogni orbita di due ore, si troverà nel punto più silenzioso del sistema solare (beh, a parte lo spazio profondo, ma non si può esattamente parcheggiare un satellite lì).
Ascoltando l'antico canto dell'idrogeno
Cosa sta esattamente ascoltando CosmoCube? Gli scienziati la chiamano linea dei 21 centimetri—un debole segnale radio emesso dagli atomi di idrogeno neutro che esistevano durante quelle "età oscure" cosmiche. Questo è il periodo tra l'afterglow del Big Bang e qualcosa chiamato Alba Cosmica, quando le primissime stelle si sono finalmente accese.
Pensatela come sentire un'eco da prima che esistesse la musica.
Lo strumento rileverà frequenze radio tra 10 e 50 MHz—frequenze che sono sostanzialmente impossibili da studiare dalla superficie terrestre. Catturando questo segnale, i ricercatori sperano di capire come l'universo si è trasformato da un vuoto oscuro ed vuoto nella ricca trama di stelle, galassie e strutture che vediamo oggi.
Ma c'è di più. Gli scienziati credono anche che queste osservazioni potrebbero fare luce sulla materia oscura—quella sostanza misteriosa che non possiamo vedere direttamente ma che costituisce circa il 27% dell'universo. Capire come la materia oscura ha aiutato a radunare l'idrogeno nelle prime stelle e galassie? È una cosa piuttosto importante.
L'ingegneria è assolutamente incredibile
Ciò che mi impressiona davvero di questa missione è la precisione richiesta, quasi incomprensibile. Il segnale che CosmoCube sta cercando è così debole che persino l'equipaggiamento elettronico della navicella stessa potrebbe creare interferenze che sembrano un segnale cosmico. È come cercare di misurare l'altezza di qualcuno indossando scarpe con la zeppa.
Per risolvere questo, il team ha sviluppato qualcosa chiamato calibratore "Dicke switched". Il sistema passa costantemente dall'osservazione del cielo alla misurazione di sorgenti di riferimento interne, permettendo di identificare e sottrarre qualsiasi rumore creato dalla navicella stessa. Quindi, sulla Terra, i ricercatori utilizzeranno avanzate tecniche statistiche bayesiane per separare l'effettivo segnale cosmico da tutte le altre emissioni radio fluttuanti—in particolare quelle provenienti dalla nostra