L'imminente missione SPHEREx della NASA sarà in grado di scansionare l'intero cielo ogni sei mesi e creare una mappa dello spazio come nessun'altra. Il lancio è previsto entro aprile 2025. Indagherà cosa è successo nel primo secondo dopo il Big Bang, come si formano ed evolvono le galassie e la prevalenza di molecole fondamentali per la formazione della vita, come l'acqua bloccata nella nostra galassia sotto forma di ghiaccio. Il raggiungimento di tale obiettivo richiederà una tecnologia all'avanguardia e la NASA ha approvato i piani finali per tutti i componenti dell'osservatorio questo mese.
"Stiamo passando dal lavorare con modelli di computer al lavoro con apparecchiature reali", afferma Allen Farrington, project manager SPHEREx presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA. — Il progetto del veicolo spaziale è stato approvato nella sua forma attuale. Abbiamo dimostrato che può essere incarnato fin nei minimi dettagli. Quindi ora possiamo davvero iniziare a creare e mettere insieme le parti.
SPHEREx è l'acronimo di Spettrofotometro per la Storia dell'Universo e Ices Explorer, cioè spettrofotometro per studiare la storia dell'universo e dei ghiacci [spaziali]. Il nome stesso indica due direzioni di ricerca. Innanzitutto, è la storia dell'universo in generale e delle galassie che lo costituiscono. In secondo luogo, una panoramica delle riserve cosmiche di acqua e di altre sostanze senza le quali l'esistenza della vita è impossibile.
Cosa può dirci SPHEREx sull'universo in generale? Prima di tutto, riceverà uno spettro di 490 milioni di galassie, che consentirà di determinare la distanza dal sistema stellare. Cioè, queste galassie saranno tracciate su una mappa tridimensionale. La distribuzione tridimensionale delle galassie porta l'impronta della storia dell'universo e delle leggi che ne governano lo sviluppo. La mappa prodotta da SPHEREx sarà particolarmente adatta allo studio dell'inflazione cosmica. Questo è il nome dell'ipotetica espansione esplosiva dello spazio-tempo nelle prime frazioni di secondo dopo il Big Bang.
L'universo si sta espandendo anche adesso, ma si presume che subito dopo il Big Bang questo processo sia proceduto a un ritmo incredibile. L'intera parte attualmente osservabile dell'universo è letteralmente esplosa da una minuscola regione di spazio. Nei primi 10-35 secondi dopo il Big Bang, il volume di questa "palla" è aumentato, secondo varie stime, di 1030-1080 volte. Non si può dire che tutti i cosmologi siano d'accordo con la teoria inflazionistica. Ma collega molte proprietà dell'universo osservato, che sono difficili da spiegare altrimenti.
Ad esempio, questa teoria spiega perché il cosmo è così uniforme su larga scala. Tutte le regioni abbastanza grandi (da centinaia di milioni a miliardi di anni luce) dell'universo sono simili tra loro come due gocce d'acqua. Confrontando le loro dimensioni con la velocità della luce (e né la materia né la radiazione vengono trasmesse più velocemente), gli scienziati sono stati costretti a concludere che ciascuna di queste regioni aveva una propria storia indipendente.
I cosmologi hanno discusso a lungo su cosa abbia causato l'inflazione. Secondo una delle ipotesi, si trattava della nascita di particelle dal vuoto (l'effetto Casimir), sovrapposto alla curvatura dello spazio-tempo. Altri modelli introducono un campo speciale responsabile dell'inflazione: inflaton. Altri usano più inflatons contemporaneamente. Le mappe di distribuzione delle galassie realizzate da SPHEREx ti permetteranno di fare una scelta a favore di una qualsiasi di queste teorie. Almeno gli scienziati lo sperano.
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