La voce dell’universo

 

Gli scienziati sono riusciti a immortale la materia intorno a un buco nero di una galassia lontana, la M87, nell’Ammasso della Vergine, distante 55 milioni di anni luce dalla Terra.  Questa foto è destinata a fare storia, come lo è stato per la più sensazionale scoperta del secolo scorso: l’universo emette un suono, che è il ricordo lontano dell’esplosione primordiale che ha dato origine al cosmo.

A scuola ci insegnano che nessun suono può propagarsi in assenza di spazio. Ma allora come si può affermare che l’universo abbia un rumore? Di cosa si tratta? E’ bene fare un passo indietro e capire quali fossero le conoscenze astronomiche di qualche decennio fa.

Negli anni Sessanta la visione dell’universo era ancora di uno “stato stazionario”, cioè di un universo immobile che non è nato in un determinato momento X ma che è sempre esistito così come lo conosciamo. Questa teoria vanta tra i suoi sostenitori il genio di  Einstein, che sviluppò un modello di universo statico avvalorato dal suo lavoro sulla relatività.  Nonostante in ambiente scientifico sin dai primi del ‘900 circolassero tesi che affermavano l’opposto, ovvero che le galassie sono in movimento e che l’universo è in continua espansione, si preferiva dare credito alla cosmologia dello stato stazionario perché più rassicurante. Dopo la Seconda guerra mondiale e al tempo della guerra fredda tra Stati Uniti e Russia, infatti, nessuno si sognava di dichiarare che l’universo fosse nato da un’esplosione nucleare. Le teorie esistevano, ma era necessaria una prova schiacciante che conclamasse l’ipotesi del Big Bang. E furono due giovani neolaureati a scoprirla per caso: Arno Penzias e Robert Wilson.

Arno Penzias nasce a Monaco di Baviera nel 1933 sotto una buona stella. Poco prima dello scoppio della Seconda guerra mondiale, infatti, è uno dei 10.000 bambini ebrei ospitati in Gran Bretagna con il noto piano Kindertransport. Poco dopo, la sua famiglia viene trasferita negli Stati Uniti dove il ragazzo inizia il suo percorso di studi: una scuola tecnica, a seguire la laurea in fisica nel 1954 presso il College di New York, infine il dottorato di ricerca presso la Columbia University dove si specializza in fisica. Nel 1962 inizia a lavorare nei laboratori della Bell.

Robert Woodon Wilson nasce a Houston nel 1936. Il padre è un ingegnere chimico con la passione per l’elettronica che trasmette al figlio. Il giovane Robert ama aggiustare apparecchi radio e televisori, oltre ad assemblare pezzi con i quali costruisce insieme agli amici radiotrasmittenti. Studia fisica alla Rice University e a Caltech consegue il dottorato con una tesi sulla radioastronomia. Nel 1963 viene assunto dai laboratori Bell.

Una grande antenna in disuso di proprietà della Bell viene lasciata ai due nuovi dipendenti per i loro esperimenti. Arno e Robert sono intenzionati a usarla per ascoltare le onde radio (e non suoni, che appunto non si possono propagare in assenza di spazio) della Via Lattea. Ma uno strano brusio di fondo rende impossibile il loro lavoro. Convinti che dispendesse da un guasto, si ingegnano per ripararla, arrivando persino a pulirla personalmente e a sloggiare i piccioni che vi avevano costruito il loro nido. Si danno un gran da fare, ma niente sembra cambiare. Il rumore è ancora lì, quasi impercettibile eppure sempre identico. Per un anno si adoperano in tutti i modi per eliminare quel rumore e rendere finalmente l’antenna utilizzabile per il loro esperimento. Alla fine, stanchi dei vani tentativi, si decidono a chiedere aiuto a un famoso studioso, Robert Dicke, che da anni effettua ricerche sulla radiazione cosmica di fondo, la radiazione elettromagnetica che rappresenta la prova più credibile della teoria del Big Bang (già predetta nel 1948 dagli scienziati Gamov, Alpher e Herman). Dicke si rende subito conto della scoperta dei due giovani, leggenda narra che abbia pronunciato queste parole: “we have been scooped”, che suonano come “ci hanno fregato la scoperta”.

Arno e Robert di fatto sono stati i primi ad ascoltare il “vagito” dell’universo, il segnale microonde della radiazione cosmica di fondo che arrivò alle loro orecchie tramite la vecchia antenna della Bell in modo uniforme da tutte le direzioni del cielo. Vi ricordate le televisioni analogiche? Quando non erano sintonizzate su un canale emettevano un rumore di sottofondo, parte di quel segnale fastidioso era causato proprio dalla radiazione cosmica di fondo. In conclusione, l’astronomia delle microonde ci ha permesso di datare la nascita dell’universo, capirne la forma e la composizione. Niente male, vero?