Le fluttuazioni dell'universo primordiale

Fonte: astronomicamens.wordpress.com/2012/07/30/oscilloni-le-fluttuazioni-delluniverso-prim...

Onde ben localizzate che emergono e scompaiono senza dissipare energia, note come “oscilloni”, potrebbero aver dominato l’Universo primordiale subito dopo la fase inflazionistica. E’ quanto emerge da studi recenti condotti da alcuni fisici del MIT, dell’Università di Yale e dall’Università di Stanford che hanno realizzato una serie di simulazioni basate su diversi modelli inflazionistici. I risultati suggeriscono la formazione di una notevole quantità di oscilloni che potrebbero aver causato la formazione di ulteriori effetti gravitazionali durante le fasi iniziali della storia evolutiva dell’Universo, anche se non è ancora chiaro il fatto che tali effetti possano essere osservati direttamente oggi.


La figura mostra una simulazione delle perturbazioni primordiali note come oscilloni.
Queste fluttuazioni avrebbero avuto luogo nella fase successiva al periodo inflazionistico.
Credit: Amin, et al. ©2012 American Physical Society

Così come viene spiegato nel loro articolo, queste onde denominate oscilloni sono eccitazioni massicce, di lunga durata, di un campo scalare e sono ben localizzate cioè non si disperdono come le solite perturbazioni prodotte dalla caduta, ad esempio, di un sasso in uno stagno. La particolarità di queste fluttuazioni è che esse possono essere presenti, in questo caso hanno la forma di una collina, o assenti, in questo caso hanno la forma di un cratere, mantenendo sempre lo stato del campo spazialmente uniforme. Inoltre, è stato notato che se non vengono disturbati, gli oscilloni possono continuare ad emergere e a scomparire oscillando per centinaia di migliaia di volte. Ma il risultato più importante che emerge dalle simulazioni è che il periodo successivo all’inflazione, cioè la fase di rapida espansione esponenziale che accadde subito dopo il Big Bang, viene seguito da una fase di auto-risonanza che genera un grande numero di oscilloni. E’ come se alla fine del periodo inflazionistico l’energia del campo inflatone, cioè il campo che ha causato l’inflazione producendo uno stato di oscillazione sincronizzata ed omogenea, andasse a frammentarsi formando tanti piccoli stati instabili e disomogenei: è proprio questo passaggio che i fisici chiamano auto-risonanza. Infine, le simulazioni suggeriscono che gli oscilloni sarebbero esistiti per un tempo necessario affinchè il volume di spazio aumentasse di un fattore 100 o, forse, più. Questo periodo dominato dalla presenza degli oscilloni potrebbe alterare la nostra visione dell’Universo tra l’epoca in cui termina l’inflazione e quella in cui diventa dominante la radiazione elettromagnetica. Infine, gli scienziati hanno trovato che questa fase dominata dagli oscilloni primordiali avrebbe influito anche sulle fluttuazioni di densità accelerando, per così dire, con la comparsa di nuovi effetti gravitazionali quei processi che portarono alla formazione delle prime strutture cosmiche.