Visualizza wikitesto di Macchia fredda nella radiazione cosmica di fondo

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[[File:ColdSpot.jpg|thumb|L'area cerchiata è la macchia fredda]]

La '''macchia fredda nella radiazione cosmica di fondo''' o '''macchia fredda del [[WMAP]]''', è una porzione della [[Sfera celeste|volta celeste]] che, se osservata nelle spettro delle [[microonde]], appare più estesa e fredda rispetto alle proprietà attese della [[radiazione cosmica di fondo]] (CMB). In media, la fluttuazione tipica delle temperature della radiazione cosmica di fondo (CMB) è nell'[[ordine di grandezza|ordine]] di 10<sup>−5</sup>, mentre la macchia fredda è di 70 [[Kelvin|µK]] più fredda della temperatura media della CMB (quest'ultima pari circa 2,7 [[Kelvin|K]]).

Il raggio della macchia è di 5° circa; il centro si trova alle [[Sistema di coordinate galattiche|coordinate galattiche]]: l<sub>''II''</sub> = 207,8°, b<sub>''II''</sub> = −56,3° ([[Coordinate celesti#Coordinate equatoriali|equatoriale]]: ''[[Ascensione retta|α]]'': = 03<sup>h</sup>15<sup>m</sup>05<sup>s</sup>, ''[[Declinazione (astronomia)|δ]]'' = −19<sup>d</sup>35<sup>m</sup>02<sup>s</sup>). Questa si trova nell'[[Emisfero australe|emisfero sud]] della [[Sfera celeste|volta celeste]], nella [[Eridano (costellazione)|costellazione dell'Eridano]].

Secondo i modelli teorici generalmente accettati dalla comunità scientifica, le fluttuazioni più larghe della radiazione di fondo avvengono entro una scala angolare di circa 1°; per questo motivo, macchie fredde grandi come queste appaiono alquanto improbabili. Esistono varie spiegazioni, alternative tra loro, che cercano di rendere conto del significato di questa macchia: è stata suggerita una [[Texture (cosmologia)|texture cosmica]], o l'impronta dovuta alla presenza di un [[Universo parallelo]], o perfino un [[Artefatto (segnali)|artefatto]] dovuto al filtro compensativo utilizzato. Un'altra spiegazione fa riferimento all'esistenza di un'enorme regione a bassa densità di materia, un  "[[Vuoto (astronomia)|supervuoto]] cosmico", il cosiddetto '''Supervuoto di Eridano''' (o Grande Vuoto). In tal caso, questa regione a bassa densità sarebbe grande all'incirca tra 150 e 300 [[megaparsec|Mpc]], vale a dire da 500 milioni a un miliardo di [[anni luce]], a uno [[spostamento verso il rosso]] di <math>z\simeq 1</math>, con una densità di materia molto minore rispetto alla densità media allo [[spostamento verso il rosso]]. Un vuoto così grande influirebbe sulla radiazione di fondo osservata tramite l'[[effetto Sachs-Wolfe]].
 
Una ricerca pubblicata nell'aprile del 2015 suggerisce il Supervuoto quale più probabile spiegazione dell'anomalia<ref name="MNRAS 2015">{{Cita pubblicazione|titolo=Detection of a supervoid aligned with the cold spot of the cosmic microwave background |rivista= Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume= 450|numero= 1|pp=288-294|anno= 2015|doi= 10.1093/mnras/stv488|url=https://mnras.oxfordjournals.org/content/450/1/288.full}}</ref>.

==Scoperta e significato==
Tra i dati raccolti nel primo anno di operatività di [[WMAP]], è stata scoperta una regione nella [[Eridano (costellazione)|costellazione dell'Eridano]] più fredda dell'area circostante<ref>{{cita web|autore=Cruz, Martínez-González, Vielva e Cayón|url=https://arxiv.org/abs/astro-ph/0405341|titolo=Detection of a non-Gaussian Spot in WMAP, MNRAS 356 29-40|lingua=en|data=18 maggio 2004|accesso=27 giugno 2009}}</ref>. In seguito, usando i dati al terzo anno del WMAP, è stato calcolato il significato statistico di quest'area: la probabilità di trovare una deviazione almeno pari a questa, nelle simulazioni gaussiane, è risultato essere dell'1,85%<ref>Cruz, Cayón, Martínez-González, Vielva & Jin (2007), [https://arxiv.org/abs/astro-ph/0603859 "The non-Gaussian Cold Spot in the 3-year WMAP data"], Astrophys.J. 655 11-20</ref>. In questo modo appare improbabile, ma non impossibile, che la macchia fredda sia stata generata dal meccanismo standard delle [[Fluttuazione quantistica|fluttuazioni quantistiche]] durante il periodo di [[Inflazione (cosmologia)|inflazione cosmologica]], che nella maggior parte dei modelli inflazionistici dà luogo a statistiche di tipo gaussiane. La macchia fredda potrebbe anche essere un segnale di fluttuazioni primordiali di tipo non-gaussiano.

Studi recenti, tuttavia, hanno messo in dubbio la significatività statistica di questo punto freddo<ref name="arxiv.org">Zhang & Huterer (2009), [https://arxiv.org/abs/0908.3988 "Disks in the sky: A reassessment of the WMAP "cold spot"], https://arxiv.org/abs/0908.3988</ref>.

==Possibili altre cause==
===Supervuoto===

[[File:Mean void imprint.png|thumb|upright|Correlazione tra il supervuoto e la temperatura della radiazione di fondo<ref name="graneypudi">Granett, Neyrinck & Szapudi, [https://arxiv.org/abs/0805.3695] "An Imprint of Super-Structures on the Microwave Background due to the Integrated Sachs-Wolfe Effect", ApJ, 683, L99</ref>]]

Una possibile spiegazione della macchia fredda è un [[Vuoto (astronomia)|supervuoto]] che si frappone tra la Terra e la [[radiazione cosmica di fondo]] primordiale. Tale vuoto può produrre una regione più fredda rispetto all'area circostante per l'[[Effetto Sachs-Wolfe#Effetto Sachs-Wolfe integrato|effetto Sachs-Wolfe integrato]] o per l'effetto Rees-Sciama<ref>Inoue & Silk, 2006, [https://arxiv.org/abs/astro-ph/0602478 "Local Voids as the Origin of Large-Angle Cosmic Microwave Background Anomalies I"], ApJ 648 23-30</ref>. Questo effetto sarebbe molto più piccolo se l'[[energia oscura]] non espandesse il vuoto al passaggio dei [[fotone|fotoni]].

Rudnick e altri<ref>[https://arxiv.org/abs/0704.0908 "Extragalactic Radio Sources and the WMAP Cold Spot"], ApJ, 671, pp. 40-44</ref> hanno trovato una discontinuità nella conta del numero di galassie nel catalogo [[NRAO VLA Sky Survey]] in direzione della macchia fredda, il che suggerisce la presenza di un supervuoto. Da allora, alcuni studi hanno messo in dubbio la spiegazione del supervuoto; la correlazione tra la discontinuità della NVSS e la macchia fredda è risultata essere marginale usando un'analisi statistica più conservativa<ref>Smith & Huterer, [https://arxiv.org/abs/0805.2751 "No evidence for the cold spot in the NVSS survey"], MNRAS, submitted</ref>. Inoltre, un'indagine diretta per le galassie in diversi campi di un grado quadrato all'interno della macchia fredda non hanno trovato alcuna prova di un super vuoto<ref>Granett, Szapudi & Neyrinck, [https://arxiv.org/abs/0911.2223 "Galaxy Counts on the CMB Cold Spot"], ApJ, in press</ref>. Tuttavia, la spiegazione del supervuoto non è stata eliminata del tutto: rimane interessante dal momento che il supervuoto sembra che possa cambiare in maniera misurabile la radiazione di fondo<ref name="graneypudi" /><ref>[http://www.ifa.hawaii.edu/cosmowave/supervoids Dark Energy and the Imprint of Super-Structures on the Microwave Background]</ref>.

Anche se nell'universo sono noti vuoti di grandi dimensioni, questo in esame dovrebbe essere eccezionalmente vasto per poter generare la macchia fredda, probabilmente 1000 volte più grande in volume dei vuoti tipici previsti. Si troverebbe da 6 a 10 miliardi di [[anno luce|anni luce]] di distanza e dovrebbe avere una dimensione di circa un miliardo di anni luce.

===Texture cosmica===
Nel 2007, Cruz ed altri studiosi<ref>{{Cita pubblicazione| rivista=Science| doi=10.1126/science.1148694| titolo=A Cosmic Microwave Background Feature Consistent with a Cosmic Texture| nome=M.| cognome= Cruz| coautori= N. Turok, P. Vielva, E. Martínez-González, M. Hobson| url= https://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1148694| accesso=25 ottobre 2007| anno=2007| volume=318| p=1612}}</ref> hanno ipotizzato che la macchia fredda sia dovuta a una [[Texture (cosmologia)|texture cosmica]], ciò che resta di una [[transizione di fase]] nell'[[universo primordiale]].

===Universo parallelo===
Secondo un'ipotesi di [[Laura Mersini|Laura Mersini-Houghton]], la macchia fredda può essere l'impronta di un [[Multiverso|altro universo]] dietro al nostro, causata da un [[entanglement quantistico]] tra gli universi, prima che gli stessi venissero separati dall'[[Inflazione (cosmologia)|inflazione]]<ref>[http://space.newscientist.com/article/mg19626311.400-the-void-imprint-of-another-universe.html The void: Imprint of another universe?] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080509154528/http://space.newscientist.com/article/mg19626311.400-the-void-imprint-of-another-universe.html |data=9 maggio 2008 }}, [[New Scientist]], 2007-11-24</ref>.

Se confermata, sarebbe la prima prova empirica dell'esistenza di un [[universo parallelo]] e fornirebbe un supporto anche alla [[teoria delle stringhe]]. Il gruppo di ricerca ha dichiarato l'esistenza di [[Verificabilità|conseguenze verificabili]] per quest'ipotesi: se, infatti, la teoria degli universi paralleli fosse esatta, dovrebbe esserci un punto simile alla macchia fredda nell'emisfero sud della [[sfera celeste]]<ref>[http://www.theblogofscience.com/evidence-for-a-parallel-universe/ Evidence for a parallel universe?] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081222132125/http://www.theblogofscience.com/evidence-for-a-parallel-universe/ |data=22 dicembre 2008 }}, The Blog of Science</ref>.

=== Sensibilità al metodo di indagine ===
Secondo alcuni ricercatori dell'[[Università del Michigan]] l'anomalia della macchia fredda dipenderebbe dal fatto che essa si distingue nettamente rispetto all'area circostante relativamente calda: non è così insolita se si considerano solo la dimensione e la temperatura della macchia stessa<ref name="arxiv.org"/>. Detto in maniera più tecnica, la rilevazione della macchia e il suo significato dipenderebbero dall'uso di un filtro compensativo, come una [[wavelet]] a forma di [[sombrero]] (c.d. [[Ricker wavelet]]).

==Note==
<references/>

==Voci correlate==
* [[Sloan Great Wall]]
* [[Grande muraglia (astronomia)]]
* [[Flusso oscuro]]
* [[Grande Attrattore]]
* [[Lista dei vuoti]]
* [[Struttura a grande scala dell'universo]]
* [[Strutture più grandi dell'universo]]

==Altri progetti==
{{interprogetto}}

==Collegamenti esterni==
* [http://www.solstation.com/x-objects/greatvoi.htm Great Void in Eridanus, (WMAP Cold Spot)] {{en}}
* [https://web.archive.org/web/20070930032951/http://www.dailytech.com/Gaping+Hole+Found+in+Universe/article8598.htm Gaping Hole Found in Universe], Daily Tech {{en}}
* [http://www.space.com/scienceastronomy/070823_huge_hole.html Huge Hole Found in the Universe], Space.com, 2 agosto 2007 {{en}}
* [https://news.nationalgeographic.com/news/2007/08/070824-hole-sky.html Gaping "Hole" in the Sky Found, Experts Say], [[National Geographic Society|National Geographic News]] {{en}}
* [http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/6962185.stm BBC News: Great 'cosmic nothingness' found]. [[BBC News]], 24 agosto 2007 {{en}}

{{Radiazione cosmica di fondo}}

{{Portale|fisica|Oggetti del profondo cielo}}

[[Categoria:Vuoti (astronomia)|E]]
[[Categoria:Oggetti nella costellazione dell'Eridano]]
[[Categoria:Struttura a grande scala dell'Universo]]