Un'indagine quinquennale su 200.000 galassie, che risale a sette miliardi di anni fa nel tempo cosmico, ha portato a una delle migliori conferme indipendenti che l'energia oscura sta allontanando il nostro universo a velocità sempre maggiori. Il sondaggio ha utilizzato i dati del Galaxy Evolution Explorer della NASA e del telescopio anglo-australiano sul Siding Spring Mountain in Australia.
I risultati offrono un nuovo supporto alla teoria preferita di come funziona l'energia oscura, come una forza costante, che influenza uniformemente l'universo e ne spinge l'espansione incontrollata. Sono in contraddizione con una teoria alternativa, in cui la gravità, non l'energia oscura, è la forza che spinge lo spazio a parte. Secondo questa teoria alternativa, con la quale i risultati del nuovo sondaggio non sono coerenti, il concetto di gravità di Albert Einstein è sbagliato e la gravità diventa repulsiva invece che attraente quando agisce a grandi distanze.
'L'azione dell'energia oscura è come se si lanciasse una palla in aria, che continuava a salire verso il cielo sempre più velocemente', ha affermato Chris Blake della Swinburne University of Technology di Melbourne, in Australia. Blake è l'autore principale di due articoli che descrivono i risultati apparsi negli ultimi numeri del Monthly Notice of the Royal Astronomical Society. “I risultati ci dicono che l'energia oscura è una costante cosmologica, come propose Einstein. Se la gravità fosse il colpevole, allora non vedremmo questi effetti costanti dell'energia oscura nel tempo”.
Si pensa che l'energia oscura domini il nostro universo, costituendone circa il 74%. La materia oscura, una sostanza leggermente meno misteriosa, rappresenta il 22 percento. La cosiddetta materia normale, qualsiasi cosa con atomi, o la materia che compone le creature viventi, i pianeti e le stelle, è solo circa il quattro percento del cosmo.
L'idea dell'energia oscura è stata proposta nel decennio precedente, sulla base di studi su stelle che esplodono lontane chiamate supernovae. Le supernovae emettono luce costante e misurabile, il che le rende le cosiddette 'candele standard', che consentono il calcolo della loro distanza dalla Terra. Le osservazioni hanno rivelato che l'energia oscura stava scagliando gli oggetti fuori a velocità sempre maggiori.
il suo diagramma illustra due modi per misurare la velocità di espansione dell'universo: il metodo della 'candela standard', che coinvolge le stelle esplose nelle galassie, e il metodo del 'righello standard', che coinvolge coppie di galassie. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech
L'energia oscura è in una gara di tiro alla fune con la gravità. Nell'universo primordiale, la gravità ha preso il comando, dominando l'energia oscura. Circa 8 miliardi di anni dopo il Big Bang, quando lo spazio si è espanso e la materia si è diluita, le attrazioni gravitazionali si sono indebolite e l'energia oscura ha preso il sopravvento. Tra miliardi di anni, l'energia oscura sarà ancora più dominante. Gli astronomi prevedono che il nostro universo sarà una landa cosmica, con galassie così distanti che qualsiasi essere intelligente che vive al loro interno non sarebbe in grado di vedere altre galassie.
La nuova indagine fornisce due metodi separati per controllare in modo indipendente i risultati delle supernove. Questa è la prima volta che gli astronomi eseguono questi controlli nell'intero arco temporale cosmico dominato dall'energia oscura. Il team ha iniziato assemblando la più grande mappa tridimensionale delle galassie nell'universo distante, individuata dal Galaxy Evolution Explorer. Il telescopio sensibile all'ultravioletto ha scansionato circa tre quarti del cielo, osservando centinaia di milioni di galassie.
'Il Galaxy Evolution Explorer ha aiutato a identificare le giovani galassie luminose, ideali per questo tipo di studio', ha affermato Christopher Martin, investigatore principale della missione presso il California Institute of Technology di Pasadena. 'Ha fornito l'impalcatura per questa enorme mappa 3D.'
Gli astronomi hanno acquisito informazioni dettagliate sulla luce per ciascuna galassia utilizzando il telescopio anglo-australiano e hanno studiato l'andamento della distanza tra di loro. Le onde sonore dell'universo primordiale hanno lasciato impronte nei modelli delle galassie, causando la separazione di coppie di galassie di circa 500 milioni di anni luce.
Questo 'righello standard' è stato utilizzato per determinare la distanza dalle coppie di galassie alla Terra: più una coppia di galassie è vicina a noi, più distanti le galassie appariranno l'una dall'altra nel cielo. Come per gli studi sulle supernove, questi dati sulla distanza sono stati combinati con informazioni sulle velocità con cui le coppie si stanno allontanando da noi, rivelando, ancora una volta, che il tessuto dello spazio si sta allargando sempre più velocemente.
Il team ha anche utilizzato la mappa galattica per studiare come gli ammassi di galassie crescono nel tempo come le città, che alla fine contengono molte migliaia di galassie. Gli ammassi attirano nuove galassie attraverso la gravità, ma l'energia oscura li separa. Rallenta il processo, consentendo agli scienziati di misurare la forza repulsiva dell'energia oscura.
“Le osservazioni degli astronomi negli ultimi 15 anni hanno prodotto una delle scoperte più sorprendenti nella scienza fisica; l'espansione dell'universo, innescata dal Big Bang, sta accelerando', ha affermato Jon Morse, direttore della divisione di astrofisica presso la sede della NASA a Washington. 'Utilizzando metodi completamente indipendenti, i dati del Galaxy Evolution Explorer hanno contribuito ad aumentare la nostra fiducia nell'esistenza dell'energia oscura'.
Per ulteriori informazioni consultare l'Osservatorio Astronomico Australiano