La birifrangenza cosmica potrebbe essere più grande del previsto
La luce più antica dell’universo nasconde un segreto che potrebbe riscrivere parte di quello che sappiamo sulla fisica fondamentale. Si chiama birifrangenza cosmica ed è una rotazione sottile, quasi impercettibile, nella polarizzazione del fondo cosmico a microonde, quella radiazione residua del Big Bang che permea tutto lo spazio. Un gruppo di ricercatori ha appena sviluppato una tecnica nuova per ridurre l’incertezza nelle misurazioni di questo fenomeno, e i risultati sono piuttosto sorprendenti: l’angolo di rotazione potrebbe essere significativamente più grande di quanto stimato finora.
Lo studio, pubblicato su Physical Review Letters nel marzo 2026, è il primo a esaminare in modo quantitativo l’incertezza legata al cosiddetto angolo di birifrangenza. A guidare la ricerca è stato Fumihiro Naokawa, dottorando presso l’Università di Tokyo, insieme a Toshiya Namikawa del Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe. Le stime precedenti collocavano l’angolo di rotazione intorno a 0,3 gradi. Ma ora le cose si fanno più complicate, e anche più interessanti.
Il problema dell’ambiguità di fase (e l’analogia con l’orologio)
Per capire la questione, Naokawa ha proposto un’analogia efficace: guardare un orologio. Osservando solo la posizione delle lancette, è impossibile sapere che giorno sia. Serve sapere quante volte le lancette hanno completato il giro. Allo stesso modo, la birifrangenza cosmica presenta una ambiguità di fase di 180 gradi. Angoli come 0,3 gradi, 180,3 gradi e 360,3 gradi risultano indistinguibili osservando solo lo stato attuale della radiazione cosmica.
Il team ha scoperto che la forma dettagliata del segnale chiamato correlazione EB contiene indizi preziosi sul numero effettivo di rotazioni avvenute. Analizzando queste caratteristiche sottili, è possibile risalire all’angolo reale e superare il problema dell’ambiguità. E quando questa incertezza di fase viene considerata, la birifrangenza cosmica influenza anche un altro segnale nel fondo cosmico a microonde, noto come correlazione EE, utilizzato per stimare la cosiddetta “profondità ottica” dell’universo. Questo significa che alcune misurazioni già pubblicate potrebbero dover essere riviste.
Cosa potrebbe significare per il futuro della cosmologia
Perché tutto questo fermento? Perché la birifrangenza cosmica potrebbe essere collegata a particelle ipotizzate ma mai osservate, come gli assioni, e potrebbe fornire indizi fondamentali sulla natura della materia oscura e dell’energia oscura. Due dei misteri più profondi della fisica contemporanea, insomma.
La nuova tecnica offre uno strumento concreto per analizzare le osservazioni future. Esperimenti di prossima generazione come il Simons Observatory e LiteBIRD potranno sfruttare questo metodo per testare modelli teorici ancora inesplorati. In un secondo studio, sempre pubblicato su Physical Review Letters, Naokawa ha anche proposto un approccio per ridurre gli errori introdotti dai telescopi durante le misurazioni, suggerendo di osservare sorgenti astronomiche specifiche come le radiogalassie alimentate da buchi neri supermassicci.
La strada è ancora lunga, ma il messaggio che arriva da questa ricerca è chiaro: la luce più vecchia del cosmo ha ancora molto da raccontare. E forse quello che sta cercando di dirci è più grande di quanto chiunque avesse immaginato.
