Spazio

Piatto o curvo: di che forma è l'Universo?

Uno studio basato sui dati del telescopio Planck sulla radiazione cosmica di fondo descrive l'Universo come una superficie sferica, chiusa.

Non piatto, come ipotizzato da alcuni, ma chiuso e ricurvo, come la superficie di una sfera: questa sarebbe la forma dell'Universo secondo uno studio pubblicato su Nature Astronomy che ha ripreso in analisi i dati sul cosmo primordiale acquisiti dal telescopio spaziale Planck.

Da alcune rilevazioni della radiazione cosmica di fondo - il mare di microonde che pervade l'Universo, un residuo elettromagnetico del Big Bang - emergerebbe che l'effetto delle lenti gravitazionali, ossia le distorsioni della traiettoria della luce dovute alla deformazione dello spazio-tempo per la presenza di oggetti dotati di grande massa, è molto più marcato di quanto dovrebbe essere.

Per Eleonora Di Valentino (Università di Manchester, UK), Alessandro Melchiorri (Università La Sapienza, Roma) e Joseph Silk (Sorbona, Parigi) ciò punterebbe nella direzione di un modello chiuso dell'Universo - un'interpretazione che non trova d'accordo gli scienziati del telescopio Planck, secondo i quali la discrepanza rilevata è un effetto statistico.

Controbilanciate. Come spiegato in un articolo su Quanta Magazine, la questione della forma dell'Universo è strettamente legata a quella della sua densità. Se tutta la materia e l'energia, incluse materia oscura ed energia oscura, sono presenti in una concentrazione tale da permettere che l'espansione dell'Universo prevalga sulle forze gravitazionali (che lo farebbero invece collassare su se stesso), allora si può pensare che lo Spazio si estenda come un foglio piatto in ogni direzione, in cui due raggi di luce sparati in opposte direzioni rimarranno costantemente paralleli, senza incrociarsi e ritornare da dove erano partiti. La teoria dell'inflazione cosmica, l'espansione estremamente rapida che sarebbe seguita al Big Bang, è compatibile con una forma dell'Universo "quasi piatta", e una serie di studi negli ultimi 20 anni hanno dato peso a questa ipotesi.

Il telescopio Planck ha misurato la densità dell'Universo stimando quanta radiazione cosmologica di fondo è stata deviata negli ultimi 13,8 miliardi di anni: maggiore la quantità di materia incontrata dai fotoni nel loro viaggio per arrivare fino a noi, maggiore l'effetto di lente gravitazionale subito. Secondo la nuova analisi, dalla radiazione di fondo emergerebbe che l'Universo è più denso rispetto alla soglia critica necessaria a bilanciarne l'espansione, ed è quindi ipotizzabile che "la gravità vinca", e il cosmo si richiuda su se stesso.

Una diversa spiegazione. La stessa anomalia era stata notata dal team di Planck, che l'aveva attribuita a un effetto statistico. Del resto, tutte le altre misurazioni cosmologiche che abbiamo vanno nella direzione di un Universo piatto e aperto (nonostante ci siano anche diversi elementi che non tornano, come la comprensione della materia oscura, o la nostra incapacità di misurare accuratamente la costante di Hubble). Insomma lungi dal voler dare una risposta, il nuovo studio vuole sottolineare che siamo nel pieno di una crisi cosmologica: nuovi strumenti capaci di misurare l'effetto di lensing gravitazionale in modo più preciso ci aiuteranno forse a trovare le risposte che cerchiamo.

7 gennaio 2020 Elisabetta Intini
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