Sarà come sentire i vagiti dell'Universo appena nato. Sono questi gli obiettivi per i quali il satellite Planck sarà lanciato oggi pomeriggio. Gli strumenti istallati a bordo della navetta spaziale - tra cui anche uno completamente made in Italy - permetteranno di studiare la radiazione cosmica di fondo, quella radiazione scoperta per caso nel 1964 dai radioastronomi Arno Penzias e Robert Wilson che è considerata la traccia fossile del Big Bang. In pratica sarebbe l'energia residua di quella enorme esplosione che circa 14 miliardi di anni fa portò alla nascita del nostro Universo. Studiare le caratteristiche della radiazione cosmica di fondo significa riavvolgere la storia cosmologica fino alle primissime fasi di vita dell’Universo. Planck funzionerà come una vera e propria “macchina del tempo” in grado di riportarci a quando l’Universo aveva appena 380.000 anni. Paragonato alla vita di una persona di 70 anni, sarebbe come tornare al suo primo mese di vita. La radiazione cosmica di fondo è stata già oggetto di due importanti missioni spaziali della NASA, COBE (lanciata nel 1989) e WMAP (del 2001), e di una brillante piccola missione italiana basata su un pallone stratosferico, BOOMERANG, con due campagne nel 1998 e 2003. Tutte queste missioni hanno dato fondamentali contributi alla mappatura del fondo cosmico. Ma Planck scatterà una foto dell’Universo bambino con una nitidezza dieci volte superiore. Sarà il ritratto più accurato mai ottenuto finora. Pur essendo estremamente omogenea nello spazio, la radiazione cosmica di fondo presenta delle microfluttuazioni, piccole increspature in corrispondenza delle zone del cielo in cui la sua temperatura è leggermente sopra o leggermente sotto la media. I cosmologi pensano che queste fluttuazioni corrispondano alle zone da cui più tardi si sono sviluppate galassie e ammassi di galassie. Planck otterrà una mappa estremamente dettagliata di queste piccole increspature, mostrandoci con un dettaglio senza precedenti come era l'universo quando aveva circa 380 mila anni, momento in cui la sua temperatura si era abbassata abbastanza da permettere alla radiazione elettromagnetica di propagarsi liberamente nello spazio.
L’Italia ha un ruolo fondamentale nella missione PLANCK: uno dei due strumenti scientifici incaricati di analizzare la radiazione cosmica di fondo, LFI (Low Frequency Instrument) è stato infatti realizzato nel nostro paese. La comunità scientifica e industriale italiana hanno inoltre contribuito alla realizzazione di importanti sottosistemi dello strumento HFI (High Frequency Instrument) a guida francese.
Gli strumenti scientifici di Planck sono in grado di rilevare differenze di temperatura nell'ordine di pochi milionesimi di grado. Grazie a un sofisticato sistema di raffreddamento, i rivelatori sono mantenuti a temperature vicine allo zero assoluto, condizione necessaria per il loro corretto funzionamento.
L’Italia, con l’Agenzia Spaziale Italiana, è responsabile di uno dei due strumenti scientifici installati a bordo del satellite PLANCK. Si tratta di LFI, acronimo dell’inglese “Low Frequency Instrument” , ovvero strumento a bassa frequenza. È un insieme di 11 antenne e 11 radiometri posizionati nel fuoco del telescopio del satellite. Lo strumento osserverà le anisotropie (variazioni locali) del fondo cosmico a frequenze comprese tra 30 e 70 GHz e con una sensibilità tale da distinguere differenze di temperatura di qualche milionesimo di grado Kelvin. La strumentazione, che opererà ad una temperatura di circa -250 °C, permetterà di costruire mappe dettagliate del cielo e di fornire così informazioni sull'origine dell'Universo.
La costruzione dello strumento LFI è affidata all'industria spaziale italiana, mentre l'attività di programmazione scientifica ed operativa vede coinvolti numerosi istituti dell'INAF, dell'Università italiana e istituzioni straniere. Lo strumento LFI è stato realizzato sotto la guida dell’Istituto di astrofisica spaziale e fisica cosmica (IASF-INAF) di Bologna, con il professor Nazareno Mandolesi come Principal Investigator. L'Italia ha partecipato anche alla realizzazione dell'altro strumento di PLANCK, HFI, a leadership francese, costituto da 48 bolometri raffreddati a 0,1 K che operano alle frequenze comprese tra 100 e 857 GHz. Il Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “La Sapienza” e Selex Galileo, sotto il finanziamento e il coordinamento di ASI, hanno fornito la preamplificazione criogenica dello strumento. Il suo sviluppo è stato finanziato e coordinato dall'Agenzia Spaziale Italiana che ha affidato la realizzazione industriale e l'integrazione a Thales Alenia Space di Milano. Della collaborazione fanno parte scienziati finlandesi, britannici, spagnoli, statunitensi, tedeschi, olandesi, svizzeri, norvegesi, svedesi e danesi.