L’ESA ha presentato la mappa finale della radiazione cosmica di fondo creata grazie alle rilevazioni della sonda spaziale Planck Surveyor. Questa mappa mostra com’era l’universo prima che si formassero le galassie, quando aveva circa 380.000 anni. Si tratta dei risultati dell’ultima elaborazione dei dati raccolti e ora gli scienziati hanno la certezza che la temperatura e la polarizzazione sono determinate con accuratezza. Questa mappa finale conferma il modello standard ma anche l’incongruenza tra il calcolo della costante di Hubble basato su quei dati e quello basato su osservazione dell’universo attuale.

Lo studio della radiazione cosmica di fondo, indicata con gli acronimi inglesi CMB o CMBR, il residuo delle primissime fasi di vita dell’universo, va avanti da decenni e Planck Surveyor è l’ultimo di una serie di strumenti sempre più perfezionati progettati per studiarla. Usando i dati raccolti nel corso della sua missione, l’ESA aveva presentato una prima mappa nel marzo 2013 e una seconda mappa nel febbraio 2015.

La versione dei dati pubblicata ora è chiamata “legacy data release” perché è quella definitiva. Rispetto alla mappa del 2015, ha fornito la conferma della precisione con cui sono state determinate la temperatura e la polarizzazione della radiazione cosmica di fondo. Si tratta di una conferma importante per poter testare i modelli cosmologici, a cominciare da quello chiamato modello standard.

La mappa finale conferma il modello di un universo composto da materia ordinaria ma soprattutto da materia oscura fredda, quindi confermando un modello specifico riguardante la materia oscura, ed energia oscura. Rimane una grossa domanda, relativa alla costante di Hubble, che ci fornisce una misurazione dell’espansione dell’universo perché i due metodi utilizzati forniscono risultati incompatibili.

Nei giorni scorsi un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” descriveva una nuova misurazione dell’espansione dell’universo basata su osservazioni dei telescopi spaziali Hubble e Gaia con un valore di 73.52 ± 1.62 chilometri al secondo per megaparsec. Ora il calcolo basato sulla radiazione cosmica di fondo applicato ai dati del rilascio finale forniscono un valore di 67,4 chilometri al secondo per megaparsec con un margine di incertezza che è addirittura inferiore all’1%.

Anche considerando i margini di incertezza, le due misurazioni forniscono valori incompatibili. Il minimo possibile per quella basata sui dati di Hubble e Gaia è di poco inferiore a 72 chilometri al secondo per megaparsec e il massimo possibile per quella basata sulla radiazione cosmica di fondo è di quasi 68,4 chilometri al secondo per megaparsec. È un’incongruenza che rappresenta un enigma, tanto più perché le due misurazioni sono diventate sempre più precise nel corso degli anni perciò i possibili errori di misurazione dovrebbero essere stati eliminati.

Marco Bersanelli dell’Università di Milano, vice-investigatore principale dello strumento LFI della sonda spaziale Planck Surveyor ha dichiarato che non esiste una soluzione astrofisica soddisfacente in grado di spiegare la discrepanza tra le due misurazioni e apre alla possibilità che vi sia una nuova fisica ancora da scoprire. C’è chi ipotizza soluzioni legate alla materia oscura o all’energia oscura ma queste sono solo ipotesi che a volte sono basate su altre ipotesi. Infatti, l’energia oscura è un’ipotesi creata per spiegare l’accelerazione dell’espansione dell’universo ma nessuno sa davvero di cosa si tratti.

François Bouchet, vice-investigatore principale dello strumento HFI della sonda spaziale Planck Surveyor, ha fatto notare che è difficilissimo aggiungere una nuova fisica alleviando quella che è stata chiamata una tensione causata dall’incompatibilità tra le due misurazioni e mantenere allo stesso tempo la precisa descrizione del modello standard di tutto ciò che al momento è spiegato.

Il rilascio della mappa definitiva della radiazione cosmica di fondo permetterà studi più precisi dell’universo primordiale e vari articoli sono già stati sottoposti alla rivista “Astronomy & Astrophysics”. Allo stesso tempo, strumenti sempre più sofisticati con varie combinazioni dei loro dati verranno usati per studiare in modo più preciso l’universo attuale. Si tratta di lavori che richiedono tempi lunghi e la collaborazione di molte persone per trovare risposte a domande fondamentali sulla natura del cosmo.