Un universo “senza grumi” può indicare la presenza di forze misteriose astronomia

Uno dei sondaggi più accurati sulla struttura dell’universo ha suggerito che è “meno bitorzoluto” del previsto, in scoperte che potrebbero indicare forze misteriose all’opera.

Note scritte da Indagine sull’energia oscura e il Telescopio del Polo Sud Tracciare la distribuzione della materia con l’obiettivo di comprendere le forze in competizione che hanno plasmato l’evoluzione dell’universo e governato il suo destino ultimo. L’analisi straordinariamente dettagliata si aggiunge a un insieme di prove che suggeriscono che potrebbe mancare un componente cruciale nel cosiddetto Modello Standard della Fisica.

“Sembra che ce ne siano alcuni di meno [clumpiness] Eric Baxter, astrofisico dell’Università delle Hawaii e coautore dello studio, ha dichiarato:

I risultati non hanno superato una soglia statistica che gli scienziati considerano abbastanza forte per rivendicare una scoperta, ma seguono risultati simili di precedenti sondaggi che suggeriscono che potrebbe aprirsi un abisso tra le previsioni teoriche e ciò che sta realmente accadendo nell’universo.

“Se il risultato regge, è molto eccitante”, ha affermato il dottor Chihuai Chang, astrofisico dell’Università di Chicago e autore principale. “Il punto centrale della fisica è testare e rompere i modelli. Lo scenario migliore è che ci aiuta a capire di più sulla natura della materia oscura e dell’energia oscura”.

Dal Big Bang di 13 miliardi di anni fa, l’universo si è espanso, ma la materia si è anche raffreddata e si è fusa mentre la gravità unisce le regioni più dense, creando una rete cosmica di ammassi e filamenti di galassie. Mentre gli scienziati lavoravano per dare un senso a questo tiro alla fune cosmico, è emersa una strana immagine in cui solo il 5% circa del contenuto dell’universo è spiegato dalla materia ordinaria. Circa il 25% è la cosiddetta materia oscura, che è una massa invisibile che contribuisce alla gravità, ma è altrimenti invisibile. Il restante 70% è energia oscura, un fenomeno misterioso che si dice spieghi perché l’espansione dell’universo sta accelerando invece di rallentare a causa della gravità.

L’ultimo lavoro utilizza i dati del Dark Energy Survey, che ha esaminato il cielo per sei anni dalla cima di una montagna in Cile, e dell’Antarctic Telescope, che cerca deboli tracce di radiazioni che viaggiano attraverso il cielo dai primi istanti dell’universo. In ogni caso, l’analisi utilizza un fenomeno chiamato lente gravitazionale, in cui la luce si piega leggermente mentre passa davanti a oggetti massicci, come galassie e ammassi di materia oscura, consentendo agli scienziati di dedurre la distribuzione della materia nell’universo.

Separatamente, gli scienziati possono dedurre la struttura dell’universo primordiale dal calore residuo del big bang e utilizzare modelli computazionali per “avanzare rapidamente” e vedere se i modelli corrispondono alle osservazioni.

L’analisi indica che il materiale non è così “grumoso” come ci si potrebbe aspettare. Secondo il professor Carlos Frink, un cosmologo della Durham University che non è stato coinvolto nella ricerca, ci sono tre possibili spiegazioni. In primo luogo, potrebbe essere il risultato di un rumore nei dati o di un errore sistematico nel telescopio. È anche possibile che piuttosto che un’importante riscrittura della teoria cosmologica, un fenomeno astronomico poco compreso possa spiegare i risultati. “Ad esempio, i buchi neri supermassicci nei centri delle galassie possono produrre enormi getti di radiazione che potrebbero, in linea di principio, spingere la materia in giro e appianarla un po’”, ha detto.

Una terza opzione, più eccitante, è che la discrepanza sia spiegata da una fisica completamente nuova, come l’esistenza di nuovi tipi di neutrini, lo strano comportamento dell’energia oscura o forme non convenzionali di materia oscura. “Delle tre possibilità, spero sia l’ultima, temo sia la seconda, ma sospetto che sia la prima”, ha detto Frink.

Risultati Pubblicato su Physical Review D.