Come si legge la mappa del cielo del WMAP?

Una delle immagini che compare spesso negli articoli scientifici e in quelli divulgativi di carattere astronomico-cosmologico è quella della volta celeste fotografata dal satellite WMAP nel campo delle microonde: la mappa della radiazione cosmica di fondo. E’ un’immagine suggestiva e sconvolgente del lampo di luce della creazione, di quell’universo primordiale che, uscito da poco dal big bang, prima ancora che si formassero stelle e galassie, iniziò a raffreddarsi per diventare quello che oggi ci circonda. Cosa rappresenta quell’immagine e come deve essere letta? Quello che si osserva è una rielaborazione grafica di un’intera scansione della volta celeste effettuata dai radiometri differenziali del satellite. All’interno di un’ellisse allungata orizzontalmente sono rappresentate in falsi colori le zone del cielo che presentano diversa temperatura. E’ quella che gli astrofisici definiscono anisotropia della radiazione cosmica di fondo. Le zone più scure sono quelle più fredde, quelle più chiare, gialle e rosse, sono relativamente più calde e dense, i semi delle future galassie. Le differenze di temperature sono minime: basti pensare che la differenza tra la zona rossa più calda e quella blu più fredda è di soli 0.0005 °K.

La forma ellittica è conseguente alla distorsione della proiezione della superficie sferica della volta celeste sul piano. I modi di proiettare una sfera su una superficie piana sono numerosi e differiscono tra loro per le caratteristiche geometriche che sono in grado di conservare. La proiezione utilizzata è quella denominata proiezione pseudo cilindrica di Mollweide centrata sulla galassia. Per meglio comprendere come opera basta guardare la proiezione di Mollweide della superficie terrestre centrata su Greenwich e l’equatore.

I meridiani a 90 gradi ad est e ad ovest formano un cerchio perfetto e l’intero globo terrestre viene rappresentato in un’ellisse di proporzioni 2:1. La proporzione dell’area dell’ellisse tra ciascun parallelo e l’equatore equivale alla proporzione dell’area del globo tra quel parallelo e l’equatore. La proiezione di Mollweide ha quindi la caratteristica fondamentale di conservare le aree, ma Il mantenimento delle aree va a discapito del mantenimento degli angoli (gli angoli tra meridiani e paralleli, escluso l’equatore, non sono retti). Ecco come si presenta la volta celeste nella proiezione di Mollweide centrata sulla galassia.

La proiezione del Mercatore è invece una proiezione cilindrica conforme che mantiene gli angoli tra meridiani e paralleli, ma non le aree: le zone polari vengono dilatate in modo evidente ed anomalo, al punto che la Groenlandia appare più estesa del Sud America.

C’è solo un’altra immagine del cielo che può competere, per lo stupore che produce, con quella della radiazione cosmica di fondo: è quella denominata Hubble ultra deep field che si può trovare qui
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/27/image/a/
Chi non riesce più a provare stupore e meraviglia è già come morto e i suoi occhi sono incapaci di vedere.
Albert Einstein