questa nuova mappa dell’universo potrebbe rivoluzionare la cosmologia

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La più grande mappa 3D del nostro Universo potrebbe suggerire che l’energia oscura si evolve nel tempo. Se così fosse, la cosmologia verrebbe capovolta.

Un’accelerazione nell’espansione dell’Universo

L’energia oscura è uno dei misteri più profondi dell’astrofisica e della cosmologia moderne. Costituisce una componente importante dell'Universo, rappresentando approssimativamente 70% del suo contenuto totaleaccanto a materia nera (circa il 25%) e materia ordinaria (circa il 5%). Come la materia oscura, l’energia oscura è invisibile e la sua natura rimane in gran parte fraintesa.

Una delle sue caratteristiche più affascinanti è il suo effetto sull’espansione dell’Universo. All'inizio del XX secolo, Albert Einstein introdusse una costante cosmologica nelle sue equazioni della relatività generale per contrastare l'effetto dell'attrazione gravitazionale e mantenere un cosmo statico. Quando le osservazioni astronomiche rivelarono che l'Universo era in espansione, Einstein abbandonò questa costante, definendola il più grande errore della sua carriera. Scoperte successive hanno poi dimostrato che l’Universo non si espande costantemente, ma piuttosto a un ritmo sempre più rapido. Questa l’accelerazione dell’espansione è attribuita all’energia oscura.

Una delle principali teorie sulla natura dell’energia oscura è che possiede una pressione negativa, che le consente di respingere gravitazionalmente la materia e di accelerare l’espansione dell’Universo. Tuttavia, nonostante la sua influenza predominante, l’origine esatta e la natura dell’energia oscura rimangono in gran parte sconosciute. Il modello standard della cosmologia propone che l’energia oscura sia a costante immutabile, caratteristica fondamentale dello spazio stesso. Tuttavia, nuove scoperte mettono in discussione questa nozione consolidata, aumentando la possibilità che questa entità può evolversi nel tempo.

energia oscura delle galassie a grappolo
Crediti: NASA, ESA e T. Johnson (Università del Michigan)

Una mappa incredibilmente accurata

I ricercatori hanno recentemente esaminato i dati della più grande mappa 3D dell'Universo prodotta dal collaborazione DESI. Fornisce informazioni preziose sul tasso di espansione nel tempo. In particolare, rivela Oscillazioni acustiche barioniche, modelli sottili osservati nella distribuzione su larga scala della materia nell'Universo. Questi schemi si formano circa 380.000 anni dopo il Big Bang, quando l’Universo era ancora un plasma caldo e denso di particelle subatomiche e fotoni.

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Queste onde di pressione hanno lasciato un’impronta duratura sulla distribuzione della materia, creando fluttuazioni di densità che si manifestano come modelli caratteristici nella distribuzione delle galassie e del gas su larga scala. Le oscillazioni acustiche barioniche forniscono quindi “governanti” o segni nell’Universo primordiale, consentendo agli astronomi di misurare le distanze cosmiche con grande precisione.

DESI ha studiato queste oscillazioni attraverso l'osservazione di più di 400.000 quasar luminosi, nuclei galattici attivi molto luminosi situati a distanze estreme. Quando la luce proveniente da questi quasar attraversa lo spazio, viene assorbita da nubi di gas e polvere, creando “foreste” di linee di assorbimento nel loro spettro. Ciò consente di mappare la distribuzione della materia nell’Universo ed esplorare le prime fasi del suo sviluppo. Queste osservazioni permettono quindi di tracciare l'evoluzione della materia dai primi istanti del Big Bang fino alla formazione delle galassie e degli ammassi di galassie che osserviamo oggi.

Un'energia soggetta a cambiamento

Le prime analisi suggeriscono che l’energia oscura potrebbe non essere così costante come si pensava in precedenza. UN modello variabile dell’energia oscura sembra infatti corrispondere meglio ai dati osservati rispetto al modello standard. Sebbene questo segnale non sia ancora abbastanza forte da confutare il modello Lambda CDM (il modello standard), indica una possibile evoluzione dell’energia oscura nel tempo. Questa idea di un’energia oscura in evoluzione, soggetta a cambiamenti nel corso delle ere cosmiche, metterebbe quindi in discussione le basi stesse della nostra comprensione dell’Universo.

Un simile cambiamento di paradigma avrebbe infatti ripercussioni significative su molti aspetti della cosmologia moderna. In primo luogo, costringerebbe i cosmologi a rivalutare i modelli teorici esistenti e a considerare nuovi quadri concettuali per spiegare le osservazioni astronomiche. Inoltre, potrebbe aprire la porta a nuove teorie e ipotesi sulla natura dell’energia oscura stessa, nonché sulla sua interazione con altri componenti dell’Universo, come la materia oscura e la materia ordinaria.

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Inoltre, tale scoperta solleverebbe interrogativi sulla natura stessa dell’Universo e sulle sue dinamiche su larga scala. Se l’energia oscura potesse evolversi nel tempo, ciò potrebbe avere profonde implicazioni per la nostra comprensione della futura evoluzione dell’Universo, compreso il suo destino finale.

È importante però notare che queste prime analisi non costituiscono la prova definitiva dell’evoluzione dell’energia oscura. Sono necessarie ulteriori ricerche per confermare o confutare questa ipotesi. I cosmologi continueranno quindi a studiare attentamente i dati osservativi e ad affinare i loro modelli teorici nella speranza di comprendere meglio questo complesso enigma cosmico.



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