La gigantesca macchia fredda della CMB continua a rappresentare una sfida per gli astronomi

L'Universo è pieno di misteri e uno dei più intriganti si trova nel fondo cosmico a microonde (CMB), la luce fossile del Big Bang emessa quando l'Universo aveva solo 380.000 anni. Sebbene questa luce sia distribuita quasi uniformemente, presenta piccole variazioni di temperatura che ci offrono indizi sullo stato primordiale del nostro cosmo. Tra queste variazioni spicca particolarmente un'anomalia: il punto freddo. Questa regione, più grande e più fredda del previsto, ha incuriosito gli astronomi per decenni.

L'origine e le caratteristiche della CMB

IL sfondo cosmico a microonde (CMB) si formò circa 380.000 anni dopo il Big Bang, quando l’Universo passò da uno stato di plasma caldo e opaco con un gas neutro e trasparente. A quel tempo era molto più piccolo e più caldo di oggi, e aveva una temperatura di circa 9.700 gradi Celsius. Questo processo, noto come ricombinazione, rilasciò un flusso di fotoni, l'intensa luce del giovane Universo, che poi viaggiò attraverso lo spazio, raffreddandosi gradualmente.

Nel corso dei miliardi di anni che seguirono, questa luce primordiale si distese a causa dell'espansione dell'Universo, raggiungendo oggi una temperatura di quasi -270°C, collocando questa radiazione nel banda delle microonde dello spettro elettromagnetico. La CMB divenne così una sorta di istantanea del giovane Universooffrendo agli astronomi una finestra unica sulle condizioni iniziali del cosmo.

Le variazioni di temperatura della CMB, sebbene molto piccole, sono cruciali per la nostra comprensione della struttura e dell’evoluzione del cosmo. Queste variazioni, chiamate anisotropiesono generalmente dell'ordine di 1 parte per milione. Derivano da fluttuazioni quantistiche nell’Universo primordiale che furono poi amplificate dall’inflazione cosmica. Queste anisotropie hanno poi gettato i semi per la formazione di strutture successive come le galassie e gli ammassi di galassie.

Un “punto freddo” che solleva interrogativi

Tra queste anisotropie, il punto freddo risalta in modo sorprendente. Situato in direzione della costellazione dell'Eridano, è entrambe le cose più grande e più freddo rispetto alle altre variazioni di temperatura osservate.

Mentre le variazioni tipiche della CMB mostrano deviazioni di temperatura di poche decine di microkelvin, il punto freddo mostra un'anomalia di temperatura molto più significativa, con deviazioni che raggiungono in media circa 70 microkelvin (0,00007 °C) e fino a 140 microkelvin (0,00014 °C) nella sua zona. parti più profonde.

Anche la dimensione del punto freddo è notevole. Con un diametro di circa cinque gradi, è molto più grande delle tipiche macchie della CMB che di solito sono inferiori a un grado. Questa combinazione di dimensioni e temperatura anomale rende il punto freddo un oggetto di studio particolarmente intrigante per gli astronomi, poiché potrebbe rivelare aspetti sconosciuti della fisica cosmica o caratteristiche speciali dell’Universo primordiale.

Ipotesi esplicative

Sono state avanzate diverse ipotesi per spiegare questa anomalia. Uno dei più gravi è l'esistenza di a gigantesco vuoto cosmico tra noi e la CMB in questa direzione. I vuoti cosmici sono grandi regioni che contengono pochissima materia e la loro influenza sulla luce CMB può essere significativa. Quando la luce CMB passa attraverso il vuoto, può perdere energia a causa diEffetto Sachs-Wolfe integrato, grazie all’evoluzione dinamica del vuoto. Un vuoto di grandi dimensioni e profondità variabile potrebbe quindi creare una regione a temperatura più bassa osservata come il punto freddo.

Tuttavia, la conferma di questa ipotesi è problematica. Gli studi sulle galassie in questa regione sono infatti incompleti e le mappe attuali non forniscono la prova definitiva dell'esistenza di un supervuoto. E anche se ne esistesse uno, non è chiaro se potrebbe produrre l’effetto necessario per spiegare completamente il punto freddo.

Di fronte all’incertezza che circonda il supervuoto, sono state formulate proposte più esotiche. Una delle idee più audaci suggerisce che il punto freddo potrebbe essere a punto di intersezione tra il nostro Universo e un universo vicino. Sebbene affascinante, questa ipotesi rimane speculativa e non riesce a spiegare tutte le proprietà osservate del punto freddo.

In definitiva, il punto freddo della CMB continua a rappresentare una sfida per gli astronomi. Anche se non abbiamo ancora una risposta definitiva sulla sua natura, la ricerca futura potrebbe offrire un po’ di chiarezza. Che si tratti di un supervuoto, di un'interazione con un universo parallelo o di un altro fenomeno ancora sconosciuto, il punto freddo ci ricorda che la nostra comprensione dell'Universo è in continua evoluzione.