Gli scienziati hanno determinato le proporzioni tra i tipi di materia nell’universo. Tuffiamoci tra materia visibile, oscura ed energia oscura

Sappiamo che la maggior parte della densità materia-energia dell’Universo è costituita da energia oscura, la misteriosa forza sconosciuta che guida l’espansione dell’Universo. E sappiamo che il resto è materia, sia normale che oscura. Capire con precisione le proporzioni di questi tre è una sfida, ma i ricercatori ora hanno eseguito una delle misurazioni più precise per determinare le proporzione. Secondo i loro calcoli, la materia normale e quella oscura combinate costituiscono il 31,5 % della densità materia-energia dell’Universo. Il restante 68,5% è energia oscura.

Se tutta la materia nell’Universo fosse distribuita uniformemente nello spazio, corrisponderebbe a una densità di massa media pari a soli sei atomi di idrogeno per metro cubo“, ha detto l’astronomo Mohamed Abdullah del University of California, Riverside e National Research Institute of Astronomy and Geophysics in Egitto. “Tuttavia, poiché sappiamo che l’80% della materia è in realtà oscura, la maggior parte di essa non è costituita da atomi di idrogeno, ma piuttosto da un tipo di materia che i cosmologi non comprendono ancora“.

CL0024+17
CL0024+17 è un ammasso di galassie, situato in direzione della costellazione dei Pesci, ad una distanza di circa 4 miliardi di anni luce. CL0024+17 permette agli astronomi di indagare la distribuzione della materia oscura nello spazio. Credit: NASA/Hubble

L’energia oscura

La comprensione dell’energia oscura è in realtà cruciale per la nostra comprensione dell’Universo. Non sappiamo esattamente cosa sia (l’oscurità nel nome si riferisce a questo mistero) ma sembra essere la forza che guida l’espansione dell’Universo. Una volta che avremo una migliore comprensione del tasso di espansione, ciò migliorerà la nostra comprensione dell’evoluzione dell’Universo nel suo complesso. Quindi comprendere le proprietà dell’energia oscura è un’impresa piuttosto importante per la cosmologia in generale, e ci sono molti modi per farlo. Abdullah e il suo team hanno utilizzato un metodo basato sul modo in cui gli oggetti si muovono negli ammassi di galassie, gruppi composti fino a migliaia di galassie legate gravitazionalmente.

Materia oscura
Mappa 3D della materia oscura vista dal telescopio spaziale Hubble. Credit: ESA

Gli ammassi di galassie

In generale, gli ammassi di galassie sono un buon strumento per misurare la materia nell’universo. Questo perché sono costituiti da materia che si è riunita durante la vita dell’Universo, circa 13,8 miliardi di anni. Il numero di ammassi che possiamo osservare in un volume di spazio è altamente sensibile alla quantità di materia, quindi contarli può fornire una misura ragionevole. Ma, ancora una volta, non è un compito semplice. “Una percentuale più alta di materia si tradurrebbe in più ammassi“, ha detto Abdullah. E’ difficile misurare con precisione la massa di un ammasso di galassie perché la maggior parte della è oscura.

Materia oscura
Mappa della materia oscura (a sinistra) e immagine del telescopio spaziale Hubble di galassie con lenti (a destra). (NASA, ESA, et al.)
La tecnica del GalWeight

Il team ha trovato un modo per aggirare questo problema con una tecnica chiamata GalWeight. Esso utilizza le orbite delle galassie all’interno e intorno a un ammasso per determinare quali galassie appartengono effettivamente a un dato ammasso e quali no, con una precisione superiore al 98%. Questo, hanno detto, fornisce un censimento accurato di quell’ammasso, portando, a sua volta, ad un calcolo di massa molto preciso. Il team ha applicato la propria tecnica alle osservazioni raccolte dallo Sloan Digital Sky Survey e ha creato un catalogo di ammassi di galassie. Questi ammassi sono stati poi confrontati con simulazioni numeriche di galassie per calcolare la quantità totale di materia nell’Universo.

Il risultato del team, 31,5% di materia e 68,5% di energia oscura, è in stretto accordo con altre misurazioni della densità materia-energia dell’Universo. “Siamo riusciti a fare una delle misurazioni più precise mai effettuate utilizzando la tecnica degli ammassi di galassie“, ha detto l’astronomo Gillian Wilson della UC Riverside. Questo risultato, afferma il team, dimostra che GalWeight potrebbe rivelarsi uno strumento molto utile per continuare a sondare e studiare le proprietà cosmologiche dell’Universo.

Riferimenti:

Passione Astronomia consiglia...
  • Periodo di prova gratuito ad Amazon Kindle Unlimited grazie a Passione Astronomia clicca qui
  • Lo store astronomico clicca qui
Se vuoi sostenere il nostro lavoro puoi fare una donazione