Il vuoto cosmico contiene meno galassie del previsto, il che, ironia della sorte, rende più difficile il passaggio della luce
Secondo il Teoria del Big Bang della cosmologia, l'Universo iniziò circa 13,8 miliardi di anni fa, quando tutta la materia nell'Universo iniziò ad espandersi da un singolo punto di densità infinita. Nei successivi miliardi di anni, le forze fondamentali dell'Universo iniziarono a separarsi l'una dall'altra e si formarono particelle e atomi subatomici. Col tempo, queste prime stelle e galassie si sono formate, dando origine alla struttura su larga scala dell'Universo.
Tuttavia, è stato solo circa 1 miliardo di anni dopo il Big Bang che l'Universo ha cominciato a diventare trasparente. Circa 12 miliardi di anni fa, lo spazio intergalattico era pieno di gas molto meno trasparente di quanto lo sia ora, con variazioni da luogo a luogo. Per affrontare il motivo, un team di astronomi ha recentemente utilizzato il telescopio più grande del mondo per cercare galassie di giovani stelle in un enorme volume di spazio.
Lo studio che dettaglia i loro risultati è apparso di recente inIl Giornale Astrofisicosotto il titolo “ Prove di fluttuazioni su larga scala nello sfondo ionizzante metagalattico vicino al redshift sei “. Lo studio è stato condotto da George D. Becker, professore di astrofisica presso l'Università della California Riverside, e comprendeva membri dell'Università della California, Los Angeles (UCLA) e dell'Università della California, Santa Barbara (UCSB).
Questa illustrazione mostra l'evoluzione dell'Universo, dal Big Bang a sinistra, ai tempi moderni a destra. Credito: NASA
Per motivi di studio, il team ha utilizzato il Telescopio Subaru – il telescopio più grande del mondo, situato al Osservatori di Mauna Kea alle Hawaii - per esaminare un volume di spazio di 500 milioni di anni luce come esisteva circa 12 miliardi di anni fa. Utilizzando questi dati, il team ha considerato due possibili modelli che potrebbero spiegare le variazioni di trasparenza che gli astronomi hanno osservato durante questa epoca cosmica.
Da un lato, se la regione contenesse un piccolo numero di galassie, il team concluderebbe che la luce di partenza non potrebbe penetrare molto lontano attraverso il gas intergalattico. D'altra parte, se contenesse un numero insolitamente elevato di galassie, ciò indicherebbe che la regione si è notevolmente raffreddata nelle precedenti centinaia di milioni di anni. Prima delle loro osservazioni, Beck e il suo team si aspettavano di scoprire che fosse il secondo.
Tuttavia, hanno scoperto che la regione conteneva molte meno galassie del previsto, il che indicava che l'opacità della regione era dovuta alla mancanza di luce stellare. Come Steven Furlanetto, professore di astronomia dell'UCLA e coautore della ricerca, ha spiegato in una recente UCLA comunicato stampa :
'Era un caso raro in astronomia in cui due modelli in competizione, entrambi convincenti a modo loro, offrivano previsioni esattamente opposte, e siamo stati fortunati che quelle previsioni fossero verificabili... Non è che l'opacità sia una causa della mancanza di galassie. Invece è il contrario».
Oltre ad affrontare un mistero duraturo in astronomia, questo studio ha anche implicazioni per la nostra comprensione di come l'Universo si è evoluto nel tempo. Secondo i nostri attuali modelli cosmologici, il periodo che ha avuto luogo da circa 380.000 a 150 milioni di anni dopo il Big Bang è noto come 'Secolo Oscuro'. La maggior parte dei fotoni nell'Universo interagiva con elettroni e protoni in questo momento, il che significa che la radiazione di questo periodo non è rilevabile dai nostri strumenti attuali.
Tuttavia, circa 1 miliardo di anni dopo il Big Bang, si erano formate le prime stelle e galassie. Si ritiene inoltre che la luce ultravioletta di queste prime galassie abbia riempito l'Universo ed è ciò che ha permesso al gas nello spazio profondo di diventare trasparente. Ciò sarebbe avvenuto prima nelle regioni con più galassie, hanno concluso gli astronomi, ecco perché ci sono variazioni nella trasparenza.
In breve, se più radiazioni ultraviolette dalle galassie portassero a una maggiore trasparenza nell'Universo primordiale, allora l'esistenza di un minor numero di galassie vicine renderebbe alcune regioni più torbide. In futuro, Becker e il suo team sperano di studiare ulteriormente questa regione dello spazio e altre simili nella speranza che rivelino indizi su come le prime galassie abbiano illuminato l'Universo durante quel primo periodo, che rimane oggetto di indagine a questo punto .
Questa ricerca dovrebbe anche far luce su come si è evoluto l'Universo primordiale, dando gradualmente origine a quello che conosciamo oggi. E poiché gli strumenti di nuova generazione sono in grado di sondare più in profondità nello spazio (e quindi più indietro nel tempo), potremmo arrivare a capire come si è sviluppata l'esistenza così come la conosciamo.
Ulteriori letture: UCLA , Il Giornale Astrofisico