Spazio

Un pò di luce sull’ "energia oscura"

Se lanciamo una pietra verso l’alto, la gravità rallenterà il suo moto dal momento in cui lascia la nostra mano. Per decenni si è pensato che anche...

Se lanciamo una pietra verso l’alto, la gravità rallenterà il suo moto dal momento in cui lascia la nostra mano. Per decenni si è pensato che anche l’universo, dopo il Big Bang, si comportasse allo stesso modo. Anche se le galassie si allontanano l’una dall’altra e lo spazio si espande, il loro moto dovrebbe decelerare con il passare del tempo a causa della loro reciproca attrazione gravitazionale. Ma una decina di anni fa i cosmologi scoprirono qualcosa di completamente inatteso. L’espansione dell’universo, infatti, non sta rallentando ma bensì accelerando. Come se un’energia sconosciuta, denominata “energia oscura” in mancanza di un termine migliore, agisse contro la gravità. La dimostrazione di ciò? Galassie molto remote, quasi ai confini dell’universo osservabile, si allontanano da noi a velocità superiori, rispetto a quelle previste dalla legge di Hubble.

Recentemente, un gruppo di ricercatori statunitensi ha cercato di trovare una conferma indipendente all’esistenza di questa energia oscura, osservando i suoi possibili effetti su ammassi molto distanti composti da migliaia di galassie e con una massa totale fino un milione di miliardi di volte quella del Sole. Si tratta delle più grandi strutture esistenti nell’universo che sono tenute assieme dalla loro gravità e i risultati delle analisi dei dati osservativi sembrano mostrare che qualcosa che agisce come una vera e propria “antigravità” ritardi la loro evoluzione. I ricercatori hanno osservato con il telescopio orbitante per raggi X Chandra decine di ammassi di galassie con età diverse per analizzare le loro condizioni nei differenti stati evolutivi, ottenendo dati che concordano con l'ipotesi dell'energia oscura. In pratica, è stata osservata la radiazione X emessa dal gas caldo che permea questi ammassi e grazie a queste misure è stato possibile misurare la massa dei vari ammassi.

La maggior parte della materia che forma gli ammassi di galassie si trova sotto forma di gas caldo che emette grandi quantità di raggi X. Un esempio è l’immagine dell’ammasso Abell 85, ottenuta sovrapponendo un’immagine X (colore violetto) con una nel visibile. Lo studio della radiazione X emessa da ammassi di età diverse ha permesso di confermare l’esistenza della cosiddetta “energia oscura”.

Alcuni di essi si trovano relativamente vicini a noi, mentre altri sono localizzati ai limiti dell’universo osservabile. Osservare questi oggetti distanti è come fare un viaggio a ritroso nel tempo, più sono lontani più sono giovani. Ciò che è risultato da questo complesso lavoro è che gli ammassi più distanti (più giovani) appaiono essere più massicci di quelli più vicini (più vecchi). Ciò dimostrerebbe che ad un certo punto nel corso dell’evoluzione dell’universo, circa 5 miliardi di anni fa, questa energia oscura avrebbe preso il sopravvento sulla gravità, tendendo a disperdere la materia che originariamente formava gli ammassi di galassie.

I risultati ottenuti dai ricercatori, che comprendono simulazioni al computer dell'evoluzione degli ammassi, rafforzano l'ipotesi che l'energia oscura sia una costante cosmologica, una forza che agisce costantemente e in modo pervasivo in tutto l'universo. Einstein, che aveva introdotto la “costante cosmologica” nella relatività generale per dar conto di un universo stazionario, dopo la scoperta dell'espansione dell'universo affermò che quello era stato il più grave errore da lui mai commesso. Tuttavia, l'evoluzione successiva delle osservazioni relative a tale espansione hanno rimesso in gioco l' idea originaria del grande scienziato, per quanto alcuni lavori teorici suggeriscano che essa dovrebbe essere molto maggiore di quanto non riscontrabile sulla base dei dati osservativi. Sono state sviluppate teorie alternative, fra cui alcune un po’ “esotiche”, che prevedono ad esempio l'esistenza di dimensioni nascoste.

Si stima che la massa totale dell’universo sia costituita dal 74 al 76% da energia oscura, tra il 20 ed il 22% da materia oscura e soltanto da circa un 4% di materia ordinaria, come quella che forma le stelle, le galassie e tutto ciò che vediamo.

Per avere delle idee chiare sulla struttura e sull’evoluzione dell’universo è necessario ancora molto lavoro, ma finora la teoria di Einstein appare essere comunque la migliore.

4 gennaio 2009 Mario Di Martino
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