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Alla ricerca delle onde gravitazionali primordiali

05 Giugno 2019
Un nuovo progetto spaziale per la SISSA

Dopo anni di studi nei maggiori centri di ricerca in Giappone, Europa e Nord America, il 21 Maggio 2019 l’Agenzia Spaziale Giapponese ((JAXA/ISAS) ha annunciato la selezione del satellite LiteBIRD (litebird.jp) come missione satellitare strategica per le scienze fondamentali, da realizzarsi entro il prossimo decennio. Il satellite verrà lanciato nel 2028, e avrà come scopo principale la ricerca delle onde gravitazionali prodotte nell’Universo primordiale. Queste onde sono prodotte nel processo noto come Inflazione Cosmica, avvenuto una frazione infinitasima di secondo dopo il Big Bang, tempo nel quale l’Universo ha subito un’espansione quasi esponenziale. Lo spaziotempo vibra a seguito di questa titanica espansione, generando onde gravitazionali che raggiungono scale cosmologiche lasciando la loro impronta nell’unica osservabile nela quali possiamo cercarle, ovvero il modo B della polarizzazione della radiazione cosmica di fondo.

L’impresa è globale. La collaborazione coinvolge infatti circa 150  scienziati e scienziate in Giappone, Europa, Stati Uniti e Canada, che supporteranno questo sforzo a tutti i livelli, dalla realizzazione di componenti strutturali fino all’analisi dei dati per ricavarne i maggiori risultati scientifici.

Attraverso il supporto diretto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l'Italia ha svolto un ruolo fondamentale nell’accelerazione impressa agli studi preparatori nell’ultimo anno, realizzato all’interno del coordinamento per gli studi relativi alla radiazione cosmica di fondo, COSMOS (cosmosnet.it), che comprende scienziati in ASI, nelle Università e negli Istituti Nazionali di Fisica Nucleare e di Astrofisica. In particolare, i giovani ricercatori della SISSA Nicoletta Krachmalnicoff e Davide Poletti, hanno portato a termine il delicatissimo compito di simulare la contaminazione alla radiazione di fondo prodotta dagli altri processi astrofisici noti, ossia la loro sovrapposizione ad essa nelle frequenze osservate dal satellite, e di dimostrare la nostra capacità di rimuoverli per potere “vedere” le onde gravitazionali primordiali. Questo compito è stato svolto tramite consultazioni febbrili e quotidiane con i colleghi in ogni parte del mondo, progresso negli studi e negli algoritmi più avanzati in materia, fino all’atteso annuncio della selezione di questi giorni.

"Si apre ora una fase nuova” racconta Carlo Baccigalupi, vice-coordinatore per il gruppo di Astrofisica e Cosmologia alla SISSA e responsabile per gli studi relativi alla radiazione cosmica di fondo. “La strada per l’osservazione di questo segnale di fisica fondamentale nell’Universo primordiale è ormai segnata: si compone di osservatori situati sulla Terra, nel deserto di Atacama, a Tenerife, ed al Polo Sud, per osservare regioni limitate di cielo ad alta risoluzione, ed è accompagnata ora dall’impresa satellitare, unica nella sua capacità di cercare l’impronta di onde gravitazionali a più grande lunghezza d’onda, dopo il satellite Planck e con accuratezza circa 100 volte superiore”. Il Simposio ufficiale che darà inizio ai lavori avrà luogo a Tokyo, nella prima settimana di Luglio. Conclude Baccigalupi: “Per la SISSA, coinvolta in prima linea in questi studi, una nuova sfida verso la ricerca di frontiera per le conoscenze in Fisica fondamentale”.

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