13 luglio 2014

Galileo Pop! L'ultima puntata di "Io dico l'universo"

Quest'anno ricorrono i 450 anni dalla nascita di Galileo Galilei (15 febbraio 1564) e, per l'occasione, su Radio3 è andata in onda nei mesi scorsi Io dico l'universo, una trasmissione settimanale che, partendo ogni volta da un luogo simbolico, ha raccontato in diciotto puntate i diversi aspetti della vita di Galileo -- non solo quelli prettamente scientifici, ma anche quelli artistici, letterari, musicali, ecc. La trasmissione è terminata ieri, con una puntata sul lato pop di Galileo a cui ho avuto l'onore di partecipare (qui c'è un articolo sull'argomento che avevo scritto a febbraio per Wired.it). La puntata si riascolta qui: ma il consiglio, se le avete perse, è di recuperare anche tutte le altre da questa pagina (o scaricarle in podcast).

02 luglio 2014

Cercatori di meraviglia: aggiornamenti e appuntamenti

E insomma, a quanto pare Cercatori di meraviglia ha esaurito la prima edizione ed è in ristampa. Se ancora non lo avete letto, è il momento giusto per prenderne una copia, magari da mettere in valigia (o nel Kindle) prima di partire per le vacanze (tanto più che Wired lo ha appena indicato come uno dei 50 libri da leggere questa estate).

Se invece lo avete già comprato e letto, be', grazie davvero. Se vi è anche piaciuto, fatemelo sapere (oh, voi non ci crederete: i complimenti fanno piacere), ma soprattutto spargete la voce, lasciate in giro recensioni positive, regalatelo, ecc.

Approfitto per segnalarvi i prossimi eventi e presentazioni dove, se volete, potremo incontrarci di persona:
  • sabato 5 luglio alle 21.30 sarò all'anfiteatro naturale di Vianino a Varano De' Melegari (Parma) per il Festival Valceno Arte, insieme al Trio Amadei: loro suoneranno (soprattutto Mozart), io parlerò, e una cosa così non poteva che chiamarsi Amedeo, Amadei, Amadeus: Cercatori di Meraviglie
  • giovedì 10 luglio alle 17.30 sarò a Roma, alla libreria Mondadori del centro commerciale La Romanina (zona Università Tor Vergata), con me ci sarà Antonio Pascale 
  • mercoledì 16 luglio alle 19.00 sarò ancora a Roma, a Villa Mercede (zona San Lorenzo), per Lettori al quadrato, e ci saranno anche letture dal libro a cura di PsicopompoTeatro 

20 giugno 2014

Pubblicato l'articolo di BICEP2, e ci sono novità

Ieri è uscita finalmente la versione definitiva dell'articolo con i risultati di BICEP2, accettato, dopo aver superato la fase di peer-reviewing, dalla rivista Physical Review Letters. E i cambiamenti sono importanti. Nell'articolo pubblicato, infatti, si ammette che l'analisi originale poteva aver sottovalutato la contaminazione dalla polvere galattica (possibilità di cui avevamo parlato qui) e si traggono conclusioni diverse rispetto a quelle dell'annuncio iniziale (la prima versione dell'articolo è ancora consultabile qui). Le differenze sono già evidenti nell'abstract, che contiene almeno un paio di frasi nuove e rilevanti. In riferimento ai modelli usati per stimare la possibile contaminazione da polvere, per esempio:
However, these models are not sufficiently constrained by external public data to exclude the possibility of dust emission bright enough to explain the entire excess signal. (Tuttavia, questi modelli non sono sufficientemente vincolati da dati pubblici esterni da escludere la possibilità di emissione di polvere sufficientemente brillante da spiegare l'intero segnale in eccesso)
Riguardo al valore stimato dell'ampiezza del segnale di onde gravitazionali primordiali (che nell'articolo originale veniva dato diverso da zero con alta significatività anche quando si teneva conto della possibile contaminazione da polvere), ora si legge:
Accounting for the contribution of foreground, dust will shift this value downward by an amount which will be better constrained with upcoming data sets. (Tenendo conto del contributo della contaminazione, la polvere sposterebbe questo valore in basso di una quantità che sarà meglio vincolata da dati futuri.) 
Più in dettaglio, è stato escluso dall'analisi il modello di polvere che aveva sollevato maggiori dubbi, ovvero quello basato su dati preliminari di Planck e dedotto da una slide mostrata in una conferenza: una nota riconosce che quel modello aveva "incertezze non quantificabili". Una nota aggiunta all'articolo dà conto delle discussioni emerse dopo l'annuncio iniziale, e in particolare dei due studi (uno e due) che avevano dimostrato che il segnale dalla polvere galattica poteva essere più grande di quanto supposto dal team di BICEP2. Rimane l'affermazione che, al momento, le evidenze porterebbero a escludere una forte contaminazione dalla polvere, ma si riconosce che non è possibile scartare questa possibilità.

Insomma, la misura del segnale di polarizzazione sul cielo è valida e significativa: quello che resta da capire e confermare, come d'altra parte si era detto fin dall'inizio, è se il segnale è davvero di origine primordiale. È indubbio che allo stato attuale delle cose le implicazioni dei risultati di BICEP2 sono più deboli di quanto affermato inizialmente, e che la probabilità che quanto osservato sia interamente attribuibile a un fondo di onde gravitazionali si è ridotta. Per capire di quanto, però, bisogna ancora aspettare.

11 giugno 2014

Ha ancora senso il test di Turing?

In un futuro imprecisato, un sistema operativo in grado di conversare in maniera calda, divertente, sexy, e per di più con la voce roca di Scarlett Johansson, farà innamorare perdutamente di sé un essere umano. I due passeranno insieme notti bellissime a chiacchierare (altro non possono fare), lui gli racconterà la sua vita, lei cambierà e crescerà, aggiungendo nuovi algoritmi al suo repertorio di comportamenti programmati. Faranno progetti per il futuro e si prometteranno di non lasciarsi mai più, ma poi il dubbio si insinuerà, e l’innamorato inizierà a tormentarsi: ok, la amo come non ho mai amato nessuno prima d’ora, ma supererà il test di Turing? Sul serio, ma non sarà il caso di piantarla, con il test di Turing? (Continua a leggere sul Post...)

24 maggio 2014

Cinquant'anni

Il grafico della prima misura che mostra chiaramente la presenza della radiazione cosmica di fondo.
(Figura tratta dalla conferenza tenuta da Robert W. Wilson in occasione della consegna del premio Nobel per la fisica 1978.) 

Cinquant'anni fa, di questi tempi, Arno Penzias e Robert Wilson cominciavano a armeggiare con l'antenna di Holmdel e imboccavano la strada che li avrebbe portati a inciampare su una delle scoperte scientifiche più importanti di sempre. Non è ovvio stabilire una data precisa per la scoperta ma, se proprio si vuole, il primo grafico del rumore che solo molti mesi più tardi sarebbe stato identificato come il calore residuo del big bang è datato 20 maggio 1964.

La storia, lo sapete già, l'abbiamo raccontata in Cosmicomic. Per una bella coincidenza, proprio in questi giorni la traduzione del nostro fumetto esce anche in Spagna. Rispetto all'edizione italiana, l'editore spagnolo mi ha chiesto di aggiungere una nota finale che raccontasse a grandi linee cosa è successo in cosmologia negli ultimi cinquant'anni, e ho pensato di postarla anche qui. (Naturalmente, se volete un quadro più completo ci sono questo e questo.)

***

Scrivendo Cosmicomic ho scelto di non avventurarmi nel racconto degli sviluppi più recenti, e ancora in divenire, della cosmologia, e di limitarmi alla storia consolidata di come ci siamo convinti che c’è stato un big bang. La scoperta della radiazione cosmica di fondo da parte di Penzias e Wilson è uno spartiacque nella nostra comprensione dell’universo: c’è un prima e c’è un dopo, e io mi sono volutamente concentrato sul prima. Qualche parola su cosa è successo in seguito si trova accennata nelle ultime tavole, ma forse qui può essere il caso di dire qualcosa in più.

Subito dopo la scoperta di Penzias e Wilson, i cosmologi cominciarono a studiare la possibilità di investigare minuscole variazioni nell’intensità della radiazione cosmica di fondo. L’idea era che il gas incandescente che riempiva l’universo primordiale non poteva essere completamente uniforme: dovevano esistere delle piccole fluttuazioni di densità che, nel corso dei miliardi di anni successivi, la gravità doveva aver amplificato per formare le centinaia di miliardi di galassie che vediamo nell’universo attuale. Ci vollero diversi decenni per trovare le prove di questa ipotesi. All’inizio degli anni novanta, un satellite della NASA chiamato COBE trovò queste minuscole fluttuazioni impresse nella radiazione cosmica di fondo, fotografando i semi da cui si è formato tutto ciò che esiste nel cosmo.

Nel frattempo, erano successe altre cose. Negli anni settanta, cominciò a prendere piede tra i cosmologi la possibilità che nell’universo ci fosse molta più materia di quanta i telescopi potessero osservare direttamente. Questa materia, ribattezzata “oscura”, doveva essere completamente diversa dagli atomi di cui sono fatte le stelle (e noi stessi): non emetteva o assorbiva luce, e si poteva notare la sua presenza solo per via dell’interazione gravitazionale.

Mentre le evidenze a favore dell’esistenza della materia oscura si andavano accumulando, emerse un nuovo scenario teorico che descriveva gli istanti iniziali del cosmo. Nel 1980, un giovane fisico di nome Alan Guth ipotizzò che le prime frazioni di secondo dell’evoluzione dell’universo fossero state caratterizzate da un’espansione violenta e rapidissima, chiamata “inflazione”, che aveva interessato una regione di spazio di dimensioni subatomiche. Al termine dell’inflazione l’universo doveva essersi ritrovato estremamente uniforme, in media, e con una curvatura su grande scala trascurabile. Non solo: l’inflazione prevedeva che le fluttuazioni quantistiche casuali presenti nella microscopica regione iniziale fossero state amplificate trasformandosi nelle fluttuazioni di densità da cui iniziò la formazione delle galassie. Quando COBE trovò davvero la traccia di fluttuazioni simili nella radiazione cosmica di fondo, la cosa fu letta come un punto a favore dell’inflazione (e fruttò ai leader dell’esperimento, George Smoot e John Mather, un premio Nobel per la fisica nel 2006).

Altri esperimenti studiarono le variazioni di intensità della radiazione cosmica di fondo con maggiore dettaglio negli anni dopo COBE. A cavallo tra il ventesimo e il ventunesimo secolo, diversi esperimenti (tra cui Boomerang, MAXIMA, e il satellite della NASA WMAP) riuscirono a ricavare da queste indagini importanti informazioni sulla struttura dell’universo: mostrarono, ad esempio, che la sua curvatura su grande scala era trascurabile, proprio come prevedeva l’inflazione, e rafforzarono l’evidenza a favore dell’esistenza di componenti oscure.

A questo proposito, il mistero si stava allargando. Nel 1998, due diversi team di astronomi scoprirono che l’espansione dell’universo aveva iniziato ad accelerare in tempi recenti, attraverso un meccanismo che sembrava analogo a quello che aveva scatenato l’inflazione iniziale. Attualmente, la spiegazione più probabile del fenomeno è che esista, in aggiunta alla materia oscura, una forma di “energia oscura” in grado di guidare l’espansione accelerata: questo scenario ha aperto una serie di interrogativi teorici che non hanno ancora trovato soluzione, andandosi a sommare al problema irrisolto di chiarire la natura della materia oscura. (La scoperta dell’espansione accelerata dell’universo è stata intanto premiata con il Nobel per la fisica nel 2011.)

E veniamo al presente. Proprio in questi ultimi tempi, nel marzo del 2014, una nuova scoperta potrebbe aver aggiunto un ulteriore, importante elemento alla nostra comprensione del cosmo. Il team dell’esperimento BICEP (un radiotelescopio operante al Polo Sud) ha annunciato di aver trovato nella radiazione cosmica di fondo le tracce della presenza di onde gravitazionali (increspature nello spazio-tempo previste dalla teoria della relatività generale di Einstein) di origine primordiale. La loro presenza è un’altra delle previsioni dell’inflazione e, se sarà confermata in futuro, potrebbe essere l’evidenza decisiva a favore di questo scenario. Questo ci aprirebbe una finestra verso eventi avvenuti quando ciò che poi è diventato il nostro universo esisteva da appena 10 alla meno 35 secondi. Saremmo arrivati incredibilmente vicini a osservare l'origine di tutto e a capire come sono andate davvero le cose. Per quanto ne sappiamo oggi, non si può guardare ancora più indietro nel tempo: ma le domande non sono finite, e noi continuiamo a cercare le risposte.

22 maggio 2014

Pane e meraviglia

Cercatori di meraviglia è stato l'argomento della puntata di ieri di Pane quotidiano, il programma di libri di Rai 3 condotto da Concita De Gregorio. Qui sotto c'è il video della puntata. (Nel caso non si vedesse, qui c'è il link diretto.)

16 maggio 2014

La simulazione più dettagliata dell'universo

© Illustris Collaboration
Quelle nell'immagine qui sopra, le avete riconosciute di sicuro, sono galassie. Quello di cui certamente non vi sareste accorti, se non aveste letto il titolo del post, è che non sono galassie vere, ma galassie virtuali. Sono state cioè create dentro un supercomputer, in una simulazione. Chiariamo: non stiamo parlando di una rappresentazione in grafica computerizzata, ovvero di una semplice, per quanto realistica, imitazione dell'aspetto delle galassie. No, le galassie si sono proprio formate dentro il calcolatore, attraverso un processo che mira a riprodurre i meccanismi fisici che pensiamo abbiano portato alla formazione delle galassie vere, nell'universo vero. Lo scopo, confrontando i modelli teorici con le osservazioni reali, è quello di capire come sono sbucate fuori le strutture che osserviamo nell'universo, a partire dalle condizioni iniziali esistenti dopo il big bang. 

Quelle galassie pazzesche, e moltissime altre, le ha prodotte la simulazione Illustris, l'ultimo passo nella creazione di universi sintetici al calcolatore. È la più dettagliata esistente al momento: prende un cubo rappresentativo dell'intero universo (350 milioni di anni luce di lato) contenente gli ingredienti del mondo reale (materia oscura, materia atomica, radiazione, energia oscura) nelle quantità giuste, e lascia agire la fisica per un periodo che copre tutta la storia del cosmo. Alla fine della cottura, il cubo contiene decine di migliaia di galassie, di cui è possibile osservare la struttura dettagliata e il modo in cui si dispongono nello spazio, raggruppandosi in gruppi, ammassi e filamenti, in una complessa rete di strutture che ha le stesse caratteristiche che osserviamo con i nostri migliori telescopi. Naturalmente, per produrre questo risultato la simulazione non ci ha messo quanto ci ha messo davvero la natura, ovvero 13.8 miliardi di anni, ma ci è voluto comunque un tempo ragguardevole: 19 milioni di ore di CPU su 8192 processori (l'equivalente di 2000 anni di calcolo su un singolo processore). E per analizzare tutti i dati prodotti ci vorrà più o meno quanto ci vorrebbe se fossero dati veri, così che molte zone della simulazione sono ancora inesplorate.

Se volete saperne di più e vedere altre belle immagini, andate sul sito di Illustris. Se invece volete solo un riassunto in sette minuti scarsi, mettete il filmato qui sotto in alta risoluzione a tutto schermo (magari togliendo l'audio), e provate a non spalancare troppo la bocca.

14 maggio 2014

Che c'è di nuovo con BICEP2?

© ESA/Planck Collaboration

Nei giorni scorsi si sono rincorse voci a proposito dei risultati annunciati un paio di mesi fa dall'esperimento BICEP2. La cosa è iniziata con un post sul blog di fisica delle particelle Resonaances che avanzava forti dubbi sull'analisi, affermando che il team di BICEP avrebbe male interpretato risultati non ancora pubblici della collaborazione Planck riguardanti la polarizzazione della nostra galassia, che ciò avrebbe portato a una stima sbagliata della contaminazione dovuta alla polvere galattica che di fatto annullerebbe la significatività della misura delle onde gravitazionali primordiali, e infine che il team di BICEP2 avrebbe persino riconosciuto l'errore. Il rumor è stato ripreso da Science e successivamente smentito con forza dai responsabili di BICEP2. Tanto per aggiungere carne al fuoco, qualche giorno prima del post la collaborazione Planck aveva pubblicato un articolo che conteneva proprio una nuova mappa della polarizzazione della polvere galattica (figura in alto), in cui la regione di cielo osservata da BICEP2 era però assente: questo ha alimentato ulteriori dietrologie. Insomma, la faccenda è ingarbugliata (e anche piuttosto tecnica, vi avverto), ma provo a dire qualche idea che mi sono fatto, magari sbagliata, da osservatore esterno (osservatore esperto, però).

1. Una delle incertezze nei risultati di BICEP2 (forse la principale) deriva, in effetti, dal fatto che non conosciamo completamente la polarizzazione della radiazione emessa dalla polvere che pervade la nostra galassia: purtroppo ci siamo immersi dentro, e si frappone fra noi e il segnale primordiale che vogliamo osservare. Questo problema è ben noto, e perciò BICEP2 ha osservato una regione di cielo che si ritiene poco contaminata (perché lontana dal disco della galassia), e ha poi tenuto conto della possibile contaminazione residua al meglio delle conoscenze attuali, estrapolando le informazioni disponibili. L'articolo lo dice chiaramente (pag. 12): "The main uncertainty in foreground modeling is currently the lack of a polarized dust map. (This will be alleviated soon by the next Planck data release.) In the meantime we have therefore investigated a number of existing models and have formulated two new ones."

2. I modelli dell'emissione galattica polarizzata usati da BICEP2 per stimare le possibili contaminazioni alla misura sono sei. Solo uno di questi è basato su dati di Planck: in assenza di dati pubblici, BICEP2 ha in effetti usato informazione estratta da una immagine preliminare mostrata durante una conferenza. Ma questo non è uno scoop, visto che la fonte dei dati (le slide della conferenza) è dichiarata esplicitamente nella nota 33 dell'articolo.

3. Il risultato finale di BICEP2 non sembrerebbe comunque dipendere in maniera cruciale dal solo modello basato sui dati di Planck. Anche ammettendo che l'analisi abbia sottostimato il contributo della polarizzazione galattica dalla mappa catturata dalle slide della conferenza (come afferma il post da cui ha avuto origine tutto il marasma), la correlazione con il segnale osservato resta comunque trascurabile.

4. L'articolo di BICEP2 riconosce che al momento nessuno dei modelli usati per stimare la possibile contaminazione dalla polvere polarizzata è completamente affidabile ("The probability that each of these models reflects reality is hard to assess"). Il risultato finale e la sua significatività cambiano quando si assume l'ipotesi peggiore riguardo alla contaminazione dalla polvere, ma non in maniera da annullare completamente il segnale osservato. Assumendo zero contaminazione (cosa chiaramente irrealistica) si ottiene un segnale r=0.2 (r è il rapporto tra l'ampiezza delle onde gravitazionali primordiali e delle fluttuazioni di densità) che scende a r=0.16 nel caso di peggiore contaminazione. L'ipotesi che non ci siano onde gravitazionali primordiali (r=0) è esclusa con una significatività che va tra i 5.9 e i 7 sigma.

5. Il fatto che la mappa appena pubblicata da Planck non contenga la regione osservata da BICEP2 non ha nulla di misterioso, ma è semplicemente dovuto al fatto che in quella regione il rumore strumentale rende le osservazioni ancora troppo incerte. Il che significa che al momento non abbiamo informazioni in più sulla possibile contaminazione nelle osservazioni di BICEP2 rispetto a quelle che già avevamo, e che quindi bisognerà aspettare che Planck renda pubblici ulteriori dati.

Per riassumere: non è affatto impossibile che le prossime misure della polarizzazione da parte di Planck (che dovrebbero arrivare entro fine anno) portino a una riduzione della significatività della misura di BICEP2. Non sarei sorpreso se la cosa spingesse il parametro r a scendere attorno a un valore di 0.1, e la cosa potrebbe anzi aiutare a riconciliare il risultato di BICEP2 con i limiti superiori trovati dagli esperimenti che lo hanno preceduto (Planck incluso). Ma al momento non abbiamo nessuna ragione seria per credere che l'analisi di BICEP2 sia sbagliata, come un po' troppo frettolosamente qualcuno ha scritto in questi giorni. Potrebbe succedere che la significatività della misura venga ridotta fino a annullare la scoperta annunciata a marzo? Potrebbe, certo, se venisse fuori qualcosa di nuovo e imprevisto sulla nostra conoscenza della polarizzazione galattica: ma per ora non c'è nessuna evidenza in proposito. E si è detto fin dall'inizio (come è normale in questi casi) che l'annuncio di BICEP2 non era la fine della faccenda. Insomma, non c'è niente di davvero nuovo e non è successo niente che non faccia parte del normale processo di indagine scientifica: si fa il massimo per fare le cose per bene, si pubblicano i risultati, e si cercano ulteriori conferme o smentite. Aspettiamo che la polvere si posi, non diamo troppo peso al rumore di fondo, e vediamo come va a finire.

08 aprile 2014

Cercatori di meraviglia


Domani esce il mio nuovo libro, Cercatori di meraviglia, pubblicato da Rizzoli (se proprio non resistete lo trovate già disponibile per l'acquisto online, per esempio su Amazon, anche in versione ebook). Il titolo viene fuori dalla mia convinzione che a guidare gli scienziati siano soprattutto la meraviglia nei confronti del mondo e la curiosità di capirne il funzionamento. Dentro il libro ci trovate un bel po' di storie di scienziati di tutte le epoche, mostrati in azione mentre cercano una risposta alle domande che li ossessionano -- domande apparentemente semplici, che però sono state alla base di grandi punti di svolta nella nostra comprensione delle cose.

Comunque, se volete farvi un'idea migliore fate prima a leggerne un pezzo, come quello che ha pubblicato in anteprima il Post. Se poi siete a Roma, potete anche passare alla presentazione che facciamo domani, mercoledì 9 aprile, alle 18, alla libreria Mondadori di Via Piave, così lo prendete in mano e lo sfogliate, come si faceva una volta, e se vi piace ve lo portate pure a casa. Mi pare tutto, per ora: per altri aggiornamenti, come si dice, restate sintonizzati (qui o su Twitter).

18 marzo 2014

Onde gravitazionali dal big bang: cosa ha scoperto BICEP2 e perché è importante?

Come largamente anticipato da voci che avevano iniziato a circolare la settimana scorsa, ieri l'esperimento BICEP2 ha annunciato di aver osservato la traccia di onde gravitazionali primordiali impressa nella polarizzazione della radiazione cosmica di fondo. Lo so, detta così suona tecnica e incomprensibile, ma se ci riesco vorrei spiegarvi perché invece si tratta (se confermata) di una scoperta epocale. Ci ho già provato ieri, nel corso degli eventi, a chi me lo ha chiesto (Europa, Il Giornale, Repubblica.it - e anche Repubblica Sera, a pagamento) ma adesso vorrei fare il punto con un po' di calma, ché ieri è stata una giornata parecchio concitata.

Se dovessi riassumere in una frase, la metterei così: quella trovata da BICEP2 è l'evidenza più diretta possibile di eventi che sono avvenuti appena 10 alla meno 35 secondi dopo il big bang. Per quanto ne sappiamo oggi, non si può guardare ancora più indietro nel tempo. Siamo arrivati più vicini possibile a osservare l'origine di tutto e a capire come sono andate davvero le cose.

Bellissimo, ma come è stato possibile? Andiamo con ordine. Come sapete, da queste parti abbiamo una lunga passione per la radiazione cosmica di fondo, ovvero il segnale radio che pervade tutto lo spazio e che proviene dalle fasi iniziali dell'evoluzione dell'universo (incidentalmente, è una fortunata coincidenza che appena due settimane fa io ne abbia parlato in tv, ma ci ho anche scritto un libro e un fumetto). Analizzando quel segnale possiamo ricostruire lo stato dell'universo quando aveva circa 400 mila anni. Quello che troviamo è che, all'epoca, il gas incandescente che riempiva tutto lo spazio non era perfettamente uniforme, ma aveva minuscole variazioni di densità. Con il tempo, quelle variazioni sono state amplificate dalla gravità fino a diventare stelle, galassie, ammassi di galassie, ecc.

Bene, ma cosa ha generato le variazioni di densità? La spiegazione teorica che è stata elaborata dai cosmologi negli ultimi decenni è basata su un meccanismo chiamato inflazione: all'inizio di tutto, una minuscola regione di dimensioni subatomiche si è espansa enormemente in un intervallo di tempo brevissimo, ed è diventata talmente grande che l'intero universo che oggi possiamo osservare ne costituisce solo una piccola parte. Ora, l'inflazione prevede una serie di cose: per esempio che l'universo sia molto "liscio" (ovvero molto simile ovunque, in media) e "piatto" (ovvero con una curvatura dello spazio trascurabile, su grande scala), cose che sono state effettivamente confermate dalle osservazioni. 

Ma la previsione più importante è un'altra: ovvero che le fluttuazioni quantistiche presenti nella regione microscopica iniziale diventino, alla fine dell'inflazione, perturbazioni nella densità di materia dell'universo. In pratica, l'inflazione spiega l'esistenza delle minuscole variazioni osservate nella radiazione cosmica di fondo, e lo fa in un modo che fa girare la testa: tutto quello che osserviamo oggi nell'universo - le enormi strutture che si estendono su scale di milioni di anni luce - è il risultato dell'amplificazione di agitazioni casuali su scala microscopica presenti una minuscola di frazione di secondo (10 alla meno 35 secondi, appunto) dopo il big bang. 

Tutto questo è meraviglioso e pazzesco, ma è anche vero? Be', la piattezza e l'uniformità dell'universo osservato sono argomenti forti, e la presenza delle fluttuazioni di densità è impossibile da spiegare con modelli alternativi. Ma si è sempre saputo che il vero indizio cruciale da cercare (la "smoking gun", la pistola fumante, come la chiamano gli anglosassoni) era un altro. Oltre alle "normali" variazioni nella densità di materia primordiale, l'inflazione dovrebbe avere prodotto anche increspature nel "tessuto" dello spazio tempo -- ovvero, un fondo di onde gravitazionali. Questa previsione è talmente specifica che osservare le onde gravitazionali primordiali è quanto di più vicino a una conferma diretta dell'inflazione possiamo sperare di ottenere. 

A questo punto dovreste cominciare a vedere l'importanza della cosa, o almeno spero. Quello che resta da capire è come fare a osservare queste famigerate onde gravitazionali primordiali. Un modo c'è, e qui torna in ballo la radiazione cosmica di fondo. Mentre le variazioni nella densità di materia primordiale restano impresse come piccole variazioni nell'intensità della radiazione cosmica di fondo proveniente da diverse direzioni del cielo, le onde gravitazionali primordiali si manifestano in un modo diverso, alterando la "polarizzazione" del segnale radio (la direzione lungo cui oscilla l'onda elettromagnetica).

Ok, stiamo andando sul tecnico, ma se siete ancora con me guardate l'immagine all'inizio del post. Le macchie di colore sono variazioni di intensità della radiazione di fondo, e quindi variazioni nella densità del gas primordiale che riempiva l'universo quattrocentomila anni dopo il big bang. I bastoncini, invece, mostrano la direzione della polarizzazione della radiazione cosmica di fondo. Il modo in cui si allineano i bastoncini attorno alle variazioni di densità è dettato (anche) dalla presenza o meno di onde gravitazionali. Analizzando questo pattern, quelli di BICEP2 sono riusciti a trovare la prova che c'erano, in effetti, onde gravitazionali del tipo previsto dall'inflazione. 

Insomma, con tutte le cautele del caso (perché, come sempre quando si parla di scienza, bisognerà fare ulteriori studi e ottenere conferme indipendenti) si tratterebbe di una scoperta storica, che sposterebbe la nostra comprensione diretta dell'evoluzione dell'universo indietro nel tempo fino a un passo dal momento iniziale. Lo ripeto di nuovo: non siamo mai stati così vicini ad avere le prove che tutto quello che osserviamo oggi nell'universo è il risultato dell'amplificazione di fluttuazioni microscopiche casuali presenti circa quattordici miliardi di anni fa in una minuscola regione di spazio-tempo.

Sono momenti che capitano raramente, con questa forza, ma sono i momenti in cui capisci quanto è meravigliosa la scienza e quanto sia grandioso poter avere un ruolo in tutto questo, che sia di protagonista, di comparsa o di semplice testimone. E se non ci credete, guardate la faccia di Andrei Linde (che è uno di quelli che, dopo l'idea iniziale di Alan Guth, ha speso più energie a studiare e perfezionare i modelli di inflazione) quando uno del gruppo di BICEP2 gli va a dare la notizia.