Un team di scienziati ha pubblicato la più dettagliata mappa in 3D dell’universo mai realizzata, in cui si è cercato di mostrare come si distribuisce la massa nello spazio e nel tempo. Solo che le domande si sono moltiplicate.

Un gruppo di cosmologi del DES (Dark Energy Survey) ha ricostruito, attraverso una mappa in 3D, come si distribuisce la massa nello spazio e nel tempo. Si tratta del più grande studio in questo campo e i dati raccolti forniscono prove evidenti che l’energia oscura, ovvero la forza che sembrerebbe spingere l’universo ad accelerare la sua espansione, sia stata costante nel corso della storia cosmica.

La più dettagliata mappa dell’universo mai realizzata. Credit: N. Jeffrey/Dark Energy Survey collaboration
https://www.nature.com/articles/d41586-021-01466-1

I dati sono stati pubblicati nel corso di un briefing online del 27 maggio scorso. Il team di scienziati ha osservato il cielo tra il 2013 e il 2019 utilizzando una fotocamera da 570 megapixel montata sul telescopio Victor Blanco dell’Osservatorio di Cerro Tololo, in Cile. L’indagine avrebbe dovuto concentrarsi su di un quarto del cielo australe, che racchiudeva al suo interno 300 milioni di galassie.

La più dettagliata mappa dell’universo mai realizzata

I ricercatori hanno poi raggruppato le galassie per colore, con l’obiettivo di ottenere una stima approssimativa della distanza di ciascuna galassia dalla nostra. Per farlo hanno utilizzato la tecnica del redshift, ovvero la tendenza degli oggetti ad apparire sempre più rossi man mano che la distanza aumenta. Man mano che l’universo si espande, infatti, le galassie più lontane appaiono più rosse proprio perché le loro onde luminose si sono estese a lunghezze d’onda maggiori. È in questo modo che il team ha potuto aggiungere una terza dimensione alla mappa, trasformandola in 3D.

Guardare più lontano equivale a guardare nel passato, per questo una mappa cosmica in 3D fornisce anche una sorta di registrazione di quella che è la storia dell’universo. Seguendo la distribuzione delle galassie nel tempo, i cosmologi possono quindi misurare indirettamente le forze che regolano gli equilibri dell’universo. Ed è qui che entra in gioco l’attrazione gravitazionale della materia oscura, cioè quella materia invisibile che costituisce quasi l’80% della massa dell’universo e sta alla base della formazione delle galassie e degli ammassi di galassie.

Una mappa della radiazione cosmica di fondo, una delle prove del Big Bang. Credit: ESA/Planck Collaboration
https://www.nature.com/articles/d41586-021-01466-1

Come si è riusciti a individuare la presenza della materia oscura

Per arrivare a mappare la materia oscura, i cosmologi hanno analizzato le forme di 100 milioni di galassie molto lontane dalla nostra. E dato che la gravità curva lo spazio, il team è stato in grado di mappare grandi concentrazioni di materia oscura in quelle regioni in cui l’immagine delle galassie veniva distorta dalla gravità. Questo fenomeno si chiama “lente gravitazionale”.

Mappare galassie e materia oscura in 3D consente ai ricercatori di indagare anche sull’energia oscura, la forza che accelera l’espansione dell’universo. La natura di questa forza è uno dei misteri ancora irrisolti in astronomia. Tutte le prove raccolte finora suggeriscono che si trova uniformemente nello spazio e nel tempo. Il DES ha fornito il test più autorevole volto a confermare tale ipotesi.

È un universo più fluido del previsto, insomma, più “liscio” e uniforme di quanto si credesse, quello mostrato in questa nuova, incredibile mappa cosmica. Nonostante questo supporti in gran parte le teorie secondo le quali l’energia oscura è una costante, la discrepanza è sufficiente al punto che i ricercatori potrebbero dover ripensare le ipotesi precedenti. La mappa potrebbe quindi portare a sviluppare nuovi modelli cosmologici.

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