Modello di telo spaziotemporale che rappresenta la curvatura dello spazio causata da una grande massa centrale e l’orbita di una massa più piccola, illustrando il concetto di gravità secondo la teoria della relatività generale di Einstein.
Un gruppo di ricercatori ha scoperto un potenziale “problema tecnico cosmico” nella gravità dell’universo, spiegando il suo strano comportamento su scala cosmica.
Negli ultimi 100 anni i fisici si sono affidati alla teoria della “relatività generale” di Albert Einstein per spiegare come funziona la gravità nell’universo. La relatività generale, dimostrata da innumerevoli test e osservazioni, suggerisce che la gravità influisce non solo sulle tre dimensioni fisiche, ma anche su una quarta dimensione: il tempo. “Questo modello è stato determinante, dalla teorizzazione del Big Bang alla fotografia dei buchi neri”, ha affermato Robin Wen, l’autore principale dello studio. “Ma quando proviamo a comprendere la gravità su scala cosmica, incontriamo apparenti incongruenze con le previsioni della relatività. È come se la gravità stessa smettesse di corrispondere perfettamente alla teoria di Einstein. Chiamiamo questa incoerenza un “problema tecnico cosmico”: la gravità diventa circa l’1% più debole quando si tratta di distanze nell’ordine di miliardi di anni luce”.
Cosa succede alla gravità su larga scala.
Per più di vent’anni fisici e astronomi hanno cercato di creare un modello matematico che spiegasse le apparenti incongruenze della teoria della relatività generale. “Quasi un secolo fa, gli astronomi hanno scoperto che il nostro universo si sta espandendo“, ha detto Niayesh Afshordi, professore di astrofisica all’Università di Waterloo. “Più le galassie si allontanano, più velocemente si muovono, al punto che sembrano muoversi quasi alla velocità della luce. La nostra scoperta suggerisce che, su larga scala, la teoria di Einstein potrebbe non essere sufficiente”.
Cosa dice il nuovo modello proposto dagli scienziati.
Il nuovo modello estende le formule matematiche di Einstein in un modo da risolvere l’incoerenza di alcune misurazioni cosmologiche, senza influenzare gli usi esistenti e riusciti della relatività generale. “Pensatela come una nota a piè di pagina della teoria di Einstein”, ha detto Wen. “Una volta raggiunta una scala cosmica, si applicano termini e condizioni.” “Questo nuovo modello potrebbe essere solo il primo indizio di un puzzle cosmico che stiamo iniziando a risolvere nello spazio e nel tempo”, ha detto Afshordi. Lo studio, “Un problema tecnico cosmico nella gravità”, è stato pubblicato sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Il James Webb Space Telescope (JWST) continua a indagare le galassie formatesi già nei primi miliardi di storia cosmica. Parliamo in particolare del progetto Fresco, che analizza sistematicamente un campione di Elg (emission line galaxies), quindi galassie con forti righe di emissione nei loro spettri. In base a queste, i ricercatori sono in grado di valutare la loro distanza e la quantità di stelle in esse contenute. Il risultato? Tre di queste – i “Mostri Rossi” – si sono distinte per il loro contenuto stellare, mettendo così in discussione i modelli di formazione delle galassie: la formazione stellare nell’Universo primordiale sarebbe molto più efficiente di quanto pensassimo.
Il nuovo studio.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati nell’articoloAccelerated formation of ultra-massive galaxies in the first billion years, sulla rivista Nature, lo scorso 13 novembre e si riferiscono al lavoro di un team internazionale di esperti guidato dall’Università di Ginevra.
“Recenti osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST) hanno rivelato un’inaspettata abbondanza di galassie massicce candidate nell’Universo primordiale – si legge nell’abstract -, che si estendono ulteriormente nello spostamento verso il rosso e a una luminosità inferiore rispetto a quanto precedentemente trovato dalle indagini submillimetriche”. L’abstract prosegue spiegando che gli studi su questi “candidati” finora si erano basati principalmente su “dati ultravioletti del frame di riposo”, mancando quindi i “dati spettroscopici” per confermare lo spostamento verso il rosso.
I tre “Mostri Rossi” nell’Universo primordiale.
Lo studio si riferisce in particolare a 36 galassie massicce, nell’ambito del progetto Fresco del JWST. Ci si aspettava che nel primo miliardo di anni dopo il Big Bang vi fossero solo galassie giovani e piccole, eppure alcune di quelle appena scoperte sembrano diverse, più grandi e “mature”. Tre di queste, in particolare, sono state ribattezzate “Mostri Rossi” per via dell’elevato contenuto di polvere e del conseguente colore rossastro che assumono nelle immagini del James Webb e hanno una massa simile alla nostra Via Lattea.
I ricercatori hanno notato una efficienza quasi doppia rispetto di successiva formazione per quanto concerne il contenuto stellare. Qualcosa di inaspettato, dunque, che non ribalta del tutto le teorie cosmologiche standard (in particolare il modello Lambda Cold Dark Matter) ma comunque pone nuovi interrogativi sull’Universo primordiale.
“Trovare tre bestie così massicce nel campione rappresenta un bel rompicapo. Molti processi nell’evoluzione delle galassie tendono a introdurre una fase che limita l’efficienza con cui il gas può convertirsi in stelle, ma in qualche modo questi mostri rossi sembrano aver eluso rapidamente la maggior parte di questi ostacoli”, ha affermato Stijn Wuyts dell’Università di Bath. Come spiega Maura Sandri su Media Inaf, “finora si riteneva che tutte le galassie si fossero formate gradualmente all’interno di grandi aloni di materia oscura, in grado di catturare gas (atomi e molecole) in strutture legate dalla gravità” e che “al massimo il 20% di questo gas viene trasformato in stelle“. I tre “mostri rossi”, invece, ci dicono che le galassie massicce nell’Universo primordiale “potrebbero essere cresciute in modo molto più rapido ed efficiente”.
“Quando studieremo queste galassie in modo più approfondito, esse offriranno nuovi spunti di riflessione sulle condizioni che hanno plasmato le prime epoche dell’Universo. I ‘Mostri Rossi ‘sono solo l’inizio di una nuova era nella nostra esplorazione dell’Universo primordiale, ha affermato l’autore principale dello studio Mengyuan Xiao.
Credere in Dio è una necessità dell'uomo che ha bisogno di aver qualcuno al quale rivolgersi nei momenti di difficoltà.
E non è un metodo per fare soldi o per sottomettere il popolo alle proprie leggi o volontà, come usano fare le varie religioni.
Dio non ha molteplici fattezze o nomi come le tante religioni vogliono farci credere, gli dei creati dall'uomo sono difettosi, perchè non mantengono il giusto equilibrio promesso.
Dio, invece, è tutto ciò che ci ruota intorno, Dio è la pura energia che crea il tutto, Dio non è a nostra immagine e non interagisce con noi; Dio è il creatore e noi dobbiamo essere grati a questo creatore che è la realtà, è la vita che viviamo e siamo solo noi, con le nostre deficienze, a commettere gli errori che stanno distruggendo ciò che il Dio energia ha creato; lui, con il tempo e, avvalendosi dell'esperienza acquisita dopo aver creato il mondo/universo, ha modellato ciò che aveva creato per migliorare le sue creazioni, dotandole di ciò di cui avevano bisogno, giorno per giorno; lui è perfetto, è pura energia positiva, lui è natura. E noi abbiamo il dovere di rispettare ciò che egli ha creato, non dobbiamo divinizzarlo e poi tradirlo come facciamo di continuo.
Rispettando ciò che ha creato, rispettiamo l'ambiente in cui viviamo e lo dobbiamo fare pe noi stessi, per il nostro futuro, se vogliamo vivere nell'ambiente sano che Dio energia ha creato per noi.
Secondo un nuovo studio, l'energia oscura potrebbe aver innescato la formazione di numerose galassie luminose molto presto nell'universo. La misteriosa forza sconosciuta potrebbe aver fatto sì che i primi semi di galassie (raffigurati a sinistra) facessero germogliare molte più galassie luminose (a destra) di quanto previsto dalla teoria. Crediti: Josh Borrow/Thesan Team.
Secondo un nuovo studio condotto da fisici del Mit, l’energia oscura “primordiale” potrebbe risolvere due dei più grandi enigmi della cosmologia moderna – la tensione di Hubble e l’elevato numero di galassie brillanti rilevato da Jwst all’alba dell’universo – e colmare alcune importanti lacune nella nostra comprensione di come si è evoluto l'universo primordiale. Tutti i dettagli su Mnras.
Secondo un nuovo studio condotto da fisici del Mit e pubblicato la scorsa settimana sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, l’energia oscura primordiale potrebbe risolvere due dei più grandi enigmi della cosmologia moderna e colmare alcune importanti lacune nella nostra attuale comprensione di come si è evoluto l’universo. Uno degli enigmi in questione è la tensione di Hubble, una discrepanza nelle misurazioni della velocità di espansione dell’universo. L’altro riguarda le recenti osservazioni di numerose galassie luminose e particolarmente precoci, che esistevano già in un momento in cui l’universo sarebbe dovuto essere molto meno popolato.
L’energia oscura è una forma di energia ancora sconosciuta che si sospetta stia guidando l’espansione dell’universo. L’energia oscura primordiale – ipotizzano i ricercatori – è simile all’energia oscura ma nell’universo ha fatto solo una breve apparizione, influenzandone l’espansione nei suoi primi momenti, prima di scomparire del tutto. Sarebbe bastata questa breve capatina per giustificare la tensione di Hubble. Inoltre, parrebbe anche spiegare il numero eccezionalmente alto di galassie luminose osservate nell’universo primordiale.
In effetti, in base ai modelli cosmologici e di formazione delle galassie, l’universo avrebbe dovuto impiegare un certo tempo per far nascere le prime galassie, superiore a quanto riscontrato nelle osservazioni del James Webb Space Telescope (Jwst) che hanno invece rivelato un numero sorprendente alto di galassie luminose, grandi come la Via Lattea, nei primi 500 milioni di anni, quando l’universo aveva solo il 3% della sua età attuale.
Per i fisici, queste osservazioni implicano che c’è qualcosa di fondamentalmente sbagliato nella fisica alla base dei modelli o un ingrediente mancante nell’universo primordiale di cui gli scienziati non hanno tenuto conto. Il team del Mit ha esplorato la possibilità di quest’ultima ipotesi, ipotizzando questa nuova forma di energia oscura, una sorta di forza antigravitazionale che si attiva solo in tempi molto precoci. Questa forza contrasterebbe l’attrazione della gravità e accelererebbe l’espansione primordiale dell’universo.
Poi, i ricercatori hanno considerato come l’energia oscura primordiale potrebbe influenzare la struttura iniziale dell’universo che ha dato origine alle prime galassie, concentrandosi sulla formazione degli aloni di materia oscura – regioni dello spazio in cui la gravità è più forte e dove la materia inizia ad accumularsi. «Crediamo che gli aloni di materia oscura siano lo scheletro invisibile dell’universo», spiega su Mit NewsXuejian (Jacob) Shen, coautore dello studio. «Prima si formano le strutture di materia oscura e poi si formano le galassie all’interno di queste strutture. Quindi, ci aspettiamo che il numero di galassie luminose sia proporzionale al numero di grandi aloni di materia oscura».
Secondo gli autori, se l’energia oscura primordiale influisse sul tasso di espansione iniziale dell’universo – in modo tale da risolvere la tensione di Hubble – allora potrebbe influenzare l’equilibrio degli altri parametri cosmologici, in modo da aumentare il numero di galassie luminose che appaiono in tempi precoci. Per verificare la loro teoria, hanno incorporato un modello di energia oscura primordiale (lo stesso che risolve la tensione di Hubble) in un quadro empirico di formazione delle galassie, per vedere come le prime strutture di materia oscura si evolvono e danno origine alle prime galassie.
«Quello che dimostriamo è che la struttura dello scheletro dell’universo primordiale è alterata in modo sottile dove l’ampiezza delle fluttuazioni aumenta, e si ottengono aloni più grandi e galassie più luminose in tempi precedenti, rispetto ai nostri modelli più comuni», dice Rohan Naidu. «Significa che nell’universo primordiale le cose erano più abbondanti e più raggruppate».
«Abbiamo dimostrato il potenziale dell’energia oscura primordiale come soluzione ai due principali problemi della cosmologia. Se i risultati osservativi di Jwst venissero consolidati ulteriormente, potrebbe essere una prova della sua esistenza», conclude Mark Vogelsberger. «In futuro, potremo incorporarla in grandi simulazioni cosmologiche per vedere quali previsioni dettagliate otterremo».
Le più recenti misurazioni effettuate dal James Webb Space Telescope hanno portato nuovi indizi su uno dei più grandi misteri dell'astronomia: la cosiddetta "tensione di Hubble". Per anni, gli scienziati si sono trovati davanti a una discrepanza inspiegabile nelle misurazioni del tasso di espansione dell'universo, che variano in base al modo usato.
Questa tensione ha messo in discussione la nostra comprensione dell’universo, ma ora un nuovo studio suggerisce che potrebbe non esistere affatto – o almeno, non nel modo che pensavamo.
Il JWST, grazie alla sua precisione senza precedenti, aveva già confermato l’esistenza della tensione. Tuttavia, i dati più recenti, raccolti da un team di scienziati guidati da Wendy Freedman dell'Università di Chicago, indicano che potrebbe trattarsi solo di un’illusione dovuta a errori di misurazione.
La controversia nasce dalle due principali tecniche usate per misurare l'espansione dell'universo. La prima analizza le minuscole fluttuazioni nella radiazione cosmica di fondo, mentre la seconda utilizza stelle variabili chiamate "Cepheid". I risultati di queste misurazioni sono stati discordanti, con un tasso di espansione che varia tra 67 e 73 chilometri al secondo per megaparsec.
Il nuovo studio del JWST ha confrontato le distanze di galassie vicine utilizzando diversi tipi di stelle e ha rilevato che le misurazioni basate sui Cepheid potrebbero essere influenzate da un errore sistematico. Questo ha riaperto il dibattito tra gli scienziati, alcuni dei quali ritengono che il campione di dati sia troppo piccolo per trarre conclusioni definitive.
Lo suggerisce una teoria cosmologica, che potrebbe spiegare alcuni misteri della materia oscura.
Big Bang, ovvero la grande “esplosione” da cui ha avuto origine l’Universo così come lo conosciamo. Un momento del tempo, fissato a circa quattordici miliardi di anni fa, in cui tutta la materia e l’energia, condensati in un punto infinitamente piccolo di spazio – una cosiddetta singolarità – si sono improvvisamente “liberati” e rimescolati, dando vita a galassie, stelle, nebulose, buchi neri e (molto tempo dopo) anche al nostro pianeta, uno fra miliardi di altri. Questa, più o meno, è la storia che conosciamo tutti. Molto meno, invece, sappiamo di quello che c’era prima del Big Bang: addirittura, non sappiamo neanche se abbia senso parlare di un prima, dato che ignoriamo le leggi fisiche di quella singolarità. Un nuovo studio, recentemente pubblicato sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, discute una teoria cosmologica che suggerisce che forse l’Universo ha avuto una “vita” precedente al Big Bang, fatta di fasi successive di contrazioni ed espansioni, come se fosse un enorme cuore pulsante nel vuoto. Se fosse confermata, tra l’altro, la teoria potrebbe avere implicazioni sul comportamento dei buchi neri e sulla natura della materia oscura, la misteriosa entità che rappresenta circa l’80% di tutta la materia presente nel cosmo e che ancora non siamo riusciti a osservare direttamente.
Esplosione o rimbalzo?
Come dicevamo, le teorie cosmologiche “tradizionali” suggeriscono che l’Universo sia “nato” da una singolarità e che durante i suoi primi momenti di vita abbia sperimentato una crescita rapidissima, la cosiddetta inflazione. Gli autori dello studio appena pubblicato, un’équipe di scienziati di diversi istituti di ricerca, tra cui l’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), la Scuola superiore meridionale e il Dipartimento di fisica dell’Università di Napoli Federico II, hanno invece analizzato una teoria più esotica, nota come “non-singular matter bouncing cosmology”, ovvero, più o meno, cosmologia rimbalzante su materia non singolare, secondo la quale l’Universo, prima del Big Bang, attraversò una fase di contrazione che si concluse con un “rimbalzo”, un rinculo, dovuto alla crescente densità di materia, e che portò all’espansione accelerata che osserviamo ancora oggi. Tra l’altro, uno degli autori del lavoro, Salvatore Capozziello, si era già occupato qualche mese fa del problema della definizione del tempo all’epoca del Big Bang: in uno studio pubblicato sulla rivista Physical Rewiev D, condotto insieme a una collega del Dipartimento di filosofia dell’Università Statale di Milano, aveva sottolineato che “buchi neri e Big Bang sono situazioni estreme in cui si perde la cognizione della fisica così come la conosciamo e, con essa, la concezione del tempo come parametro che descrive normalmente passato, presente e futuro, il che è un cruccio da decenni, a cominciare da Einstein”.
Buchi neri primordiali e materia oscura.
Ma torniamo alla teoria del rimbalzo. In questo scenario, dicono ancora gli autori, l’Universo si sarebbe rimpicciolito fino a una dimensione più o meno 50 ordini di grandezza inferiore rispetto a quella che ha oggi, e dopo il “rimbalzo” sarebbero comparsi i fotoni (le particelle che compongono la luce) e le altre particelle elementari; l’elevatissima densità della materia, inoltre, avrebbe dato origine a piccoli buchi neri primordiali che rappresenterebbero, e qui si chiude il cerchio, dei possibili candidati per la misteriosa materia oscura. Intervistato da Live Science, Patrick Peter, direttore di ricerca al National centre for scientific research francese (Cnrs), non coinvolto nello studio, ha spiegato che effettivamente “i piccoli buchi neri primordiali possono essere stati prodotti durante i primi momenti di vita dell’Universo e, se non sono troppo piccoli, il loro decadimento dovuto alla radiazione di Hawking [un fenomeno ipotizzato dall’astrofisico Stephen Hawking secondo la quale i buchi neri, in virtù di effetti quantistici, potrebbero effettivamente emettere una certa quantità di particelle ed energia, nda], non è sufficiente a farli scomparire, quindi dovrebbero esistere ancora adesso, da qualche parte. E potrebbero essere proprio la materia oscura, o almeno parte di essa”.
Risultati interessanti, ma c’è da aspettare.
Secondo i calcoli degli autori del nuovo lavoro, i conti tornano: gli scienziati hanno infatti mostrato che alcune caratteristiche misurabili (e misurate) dell’Universo, tra cui la curvatura dello spazio-tempo e la radiazione cosmica di fondo (l’“eco” del Big Bang), sono effettivamente coerenti con le previsioni del loro modello, il che è certamente un’osservazione molto incoraggiante. Ma non basta: per corroborare ulteriormente la loro ipotesi, i ricercatori sperano di poterla confrontare con le osservazioni dei rivelatori di onde gravitazionali di nuova generazione. Il modello, infatti, consente anche di stimare alcune proprietà delle onde gravitazionali emesse dai buchi neri primordiali in formazione, e i rivelatori di nuova generazione potrebbero essere in grado di captare queste onde gravitazionali, consentendo di effettuare un confronto tra previsioni e osservazioni e confermare (o sconfessare) l’ipotesi che i buchi neri primordiali siano effettivamente fatti di materia oscura. Ma bisognerà aspettare, perché potrebbe volerci almeno un decennio prima che i nuovi rivelatori siano messi in funzione. “Questo lavoro – conclude Parker – è importante perché spiega in modo naturale come potrebbero essersi formati i piccoli buchi neri primordiali, e come potrebbero aver dato origine alla materia oscura, per di più in un contesto diverso da quello dell’inflazione cosmica. Esistono anche altre linee di ricerca che stanno approfondendo il comportamento di questi piccoli buchi neri attorno alle stelle, e che potranno suggerirci, nel prossimo futuro, come osservarli”.
La supernova è avvenuta nella galassia NGC 3524: la stella è esplosa quando sulla Terra c’erano i dinosauri e solo ora ne vediamo la luce.
Le esplosioni stellari non sono affatto rare e per questa ragione vengono individuate sempre più spesso. Stavolta la supernova c’è stata nella galassia lenticolare NGC 3524 sita a 95 milioni di anni luce dalla Terra ed è stata classifica di tipo Ia (è più luminosa della galassia intera). Di seguito, ecco la foto dell’esplosione (l’evento è stato battezzato come SN 2024inv) del nostro amico astrofisico Gianluca Masi del Virtual Telescope Project:
L’immagine straordinaria dell’esplosione della stella ripresa da Manciano (Grosseto). Credit: The Virtual Telescope Project
Ma come muoiono di preciso questi colossi?
Nel caso classico delle supernovae tipo II, formanti una stella di neutroni o un buco nero, abbiamo stadi di bruciamento successivi che si susseguono nel modo intuitivo che conosciamo: bruciamento elio, fine elio e contrazione, accensione e bruciamento del carbonio, fine carbonio e contrazione, accensione del neon fino a bruciare prima l’ossigeno, poi il silicio e produrre un nucleo di ferro appena prima del collasso finale. A questo punto, la densità centrale raggiungerà valori abbastanza alti da indurre catture elettroniche nei nuclei atomici, trasformando la quasi totalità di protoni in neutroni (ed emettendo neutrini, che forniranno la “spinta” decisiva alla supernova), formando così una stella di neutroni, o un buco nero se la massa e sufficientemente alta. Eventi potentissimo, bellissimi tanto quanto potenzialmente distruttivi.
Fonte, immagine di copertina (rappresentazione artistica) credit M. Kornmesser / ESO
Installato sul telescopio da 4 metri Nicholas U. Mayall della NSF, presso il Kitt Peak National Observatory in Arizona, c’è uno strumento scientifico impegnato in una delle ricerche più importanti mai portate avanti. Si tratta di DESI, acronimo di Dark Energy Spectroscopic Instrument, e sta conducendo un’indagine quinquennale per creare la più grande mappa 3D dell’Universo mai ottenuta.
Frutto di una collaborazione scientifica internazionale di oltre 900 ricercatori provenienti da oltre 70 istituzioni in tutto il mondo, DESI è gestito dal Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. Dall’inizio della sua indagine del cielo nel 2021, lo strumento ha osservato 5000 galassie ogni 20 minuti, per un totale di oltre 100 mila galassie a notte.
Gli astronomi stanno ora eseguendo l’analisi iniziale dei dati del primo anno di quest’indagine. Utilizzando gli spettri delle galassie vicine e dei quasar distanti, i ricercatori sono riusciti a misurare la storia dell’espansione dell’Universo con la massima precisione mai raggiunta prima, migliore dell’1%.
I risultati confermano le basi del modello cosmologico standard dell’Universo, e forniscono uno sguardo senza precedenti sulla natura dell’energia oscura e sui suoi effetti sulla struttura su larga scala dell’Universo.
Una fetta della mappa 3D delle galassie raccolta nel primo anno di dati di DESI. La Terra è sulla punta, con le galassie più lontane tracciate a distanze di 11 miliardi di anni luce. Ogni punto rappresenta una galassia. Questa versione della mappa DESI comprende 600.000 galassie, meno dello 0,1% del volume totale dell’indagine. Credits: DESI Collaboration/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor
Mappando l’Universo, galassia dopo galassia
Per mappare il cosmo, DESI raccoglie la luce da milioni di galassie in più di un terzo dell’intero cielo. Scomponendo la luce di ciascuna galassia nel suo spettro di colori, DESI può determinare quanto la luce è stata spostata verso il rosso, o allungata fino a una lunghezza d’onda maggiore (effetto di redshift), dall’espansione dell’Universo durante i miliardi di anni che ha viaggiato prima di raggiungere la Terra. In generale, maggiore è lo spostamento verso il rosso, più lontana è la galassia.
Dotato di 5000 minuscoli “occhi” robotici, DESI è in grado di eseguire questa misurazione a una velocità senza precedenti. Solo nel suo primo anno, DESI ha superato tutte le precedenti indagini di questo tipo in termini di quantità e qualità.
Con incredibile profondità e precisione, i dati del primo anno del DESI hanno permesso agli astronomi di misurare il tasso di espansione dell’Universo fino a 11 miliardi di anni fa, quando il cosmo aveva solo un quarto della sua età attuale, utilizzando una caratteristica della struttura su larga scala dell’Universo: le Baryon Acoustic Oscillations (BAO), oscillazioni acustiche barioniche.
Indagando la storia cosmica grazie alle BAO
Le BAO sono l’impronta residua delle onde di pressione che permeavano l’Universo primordiale quando non era altro che una zuppa calda e densa di particelle subatomiche. Mentre l’Universo si espandeva e si raffreddava, le onde ristagnavano, congelando le increspature e generando i semi di future galassie nelle aree più dense.
Questo modello può essere visto nella mappa dettagliata di DESI, che mostra filamenti di galassie raggruppate insieme, separate da vuoti dove ci sono meno oggetti.
La sezione sullo sfondo mostra le galassie mappate nel primo anno dell’indagine quinquennale del DESI. La Terra è al centro di questa sottile fetta della mappa completa. Nella sezione ingrandita si può vedere la struttura sottostante della materia nel nostro universo. Credits: Claire Lamman/DESI Collaboration
Ad una certa distanza, le BAO diventano troppo deboli per essere rilevate utilizzando le galassie tipiche. Quindi gli astronomi guardano ciò che è retroilluminato da nuclei galattici estremamente distanti e luminosi noti, i quasar. Mentre la luce dei quasar viaggia attraverso il cosmo, infatti, viene assorbita dalle nubi intergalattiche di gas, consentendo agli astronomi di mappare le sacche di materia densa. Per implementare questa tecnica, i ricercatori hanno utilizzato 450mila quasar, il set più grande mai raccolto per questo tipo di studio.
Grazie alla capacità unica di DESI di mappare milioni di galassie vicine e quasar lontani, gli astronomi possono misurare la diffusione delle increspature in diversi periodi della storia cosmica, per vedere come l’energia oscura ha modificato la scala nel tempo durante l’espansione.
Dettagliando sempre più la storia cosmica
Anche se la storia dell’espansione dell’Universo potrebbe essere più complessa di quanto si immaginasse in precedenza, la conferma di ciò dovrà attendere il completamento del progetto DESI. Entro la fine della sua indagine quinquennale, DESI prevede di mappare oltre 3 milioni di quasar e 37 milioni di galassie. Man mano che verranno rilasciati più dati, gli astronomi miglioreranno ulteriormente i loro risultati.
“Questo progetto sta affrontando alcune delle più grandi domande dell’astronomia, come la natura della misteriosa energia oscura che guida l’espansione dell’Universo” ha affermato Chris Davis, direttore del programma NSF per NOIRLab.
E mentre DESI continua a stupire con le sue prestazioni, gli scienziati già sanno che i suoi dati funzioneranno in armonia con le future indagini del cielo condotte dall’Osservatorio Vera C. Rubin e dal Nancy Grace Roman Space Telescope. La collaborazione DESI sta attualmente studiando potenziali aggiornamenti allo strumento e pianificando di espandere la propria esplorazione cosmologica in una seconda fase, DESI-II.
A questa pagina sono reperibili una serie di pubblicazioni a partire dal primo rilascio di dati DESI.
