Mega ciao!
SOLUZIONE ASTROQUIZ 26
Vi avevo chiesto da dove
arriva la radiazione cosmica di fondo. La risposta corretta è: dalle
prime fasi di vita dell’universo. Nel 1964 Penzias e Wilson, due tecnici
della Bell Technology, stavano conducendo uno studio sulle
telecomunicazioni. Durante l’esperimento rilevarono un eccesso di 4,2 K
nella temperatura d’antenna, che non riuscivano a spiegare.
Confrontandosi con gli scienziati dell’Università di Princeton si resero
conto di aver scoperto la radiazione
cosmica di fondo, ovvero la radiazione fossile delle prime fasi di vita
dell’universo. Per questo motivo nel 1978 vinsero il Premio Nobel per la
Fisica. La radiazione cosmica di fondo risale all’epoca della
ricombinazione, cioè all’epoca in cui i protoni e gli elettroni si sono
uniti a formare atomi di idrogeno. Però non si possono formare
direttamente atomi di idrogeno nello stato fondamentale, cioè nello
stato a minor energia, in quanto il processo risulta inefficiente.
Quindi l’atomo formato ha l’elettrone in un livello energetico più alto.
Questo decade rapidamente verso lo stato fondamentale, emettendo un
fotone. Questo fotone viene facilmente assorbito da un altro atomo di
idrogeno. Una volta che radiazione e materia si sono disaccoppiate, i
fotoni sono finalmente liberi di viaggiare nello spazio e sono arrivati
fino a noi. La ricombinazione si è verificata circa 379000 anni dopo il
Big Bang. La radiazione cosmica di fondo nelle microonde ha una
temperatura di corpo nero di 2,725 K, quindi è molto vicina allo zero
assoluto (0 K = -273,15°C). La temperatura è così bassa in quanto,
dall’epoca di emissione dei fotoni, l’universo si è espanso e si può
dimostrare che la temperatura è funzione del redshift, secondo la
relazione:
T = 2,725 (1+z)
dove T è la temperatura della
radiazione cosmica di fondo e z è il redshift, cioè lo spostamento verso
il rosso delle righe spettrali.
Sapendo che l’epoca della ricombinazione si trova a redshift z = 1100, allora la sua temperatura era di circa 3000 K.
A presto!
Sara
