darkmatter

Una singola formula per descrivere gli spazi vuoti

Un gruppo di tre fisici affiliati a università americane e francesi hanno realizzato una simulazione numerica delle strutture a forma di bolle che fornisce nuovi indizi sulla variazione della densità della materia scura su larga scala. Nel loro articolo, apparso su Physical Review Letters, gli scienziati descrivono come le simulazioni mostrino che tali vuoti hanno varie forme e dimensioni e che le densità più elevate sono confinate in determinate aree.
Tangled web. A simulation of gravitationally interacting dark matter particles in the Universe shows the stringy nature of dark matter, peppered with voids, over the largest distance scales. Credit: N. Hamaus/Paris Inst. of Astrophys. & M. Warren/Los Alamos National Lab

Le simulazioni che sono state realizzate nel passato hanno mostrato che la materia scura non è distribuita in modo uniforme e se fossimo in grado di osservarla vedremmo che essa appare come il tessuto osseo caratterizzato da numerosi vuoti in cui si trova distribuito il materiale. Le simulazioni suggeriscono che i vuoti si formano poiché la materia scura si comporta come una specie di gas, collassa sotto l’effetto della gravità formando dei filamenti che rappresentano i confini delle aree vuote. Inoltre, è stato osservato che esistono più vuoti che filamenti. Alcuni modelli suggeriscono che tali strutture abbiano dato luogo a quei ‘siti cosmici’ da cui sono emerse le strutture che siamo in grado di osservare oggi. La simulazione realizzata dai tre fisici fornisce una migliore prospettiva che ci permette di descrivere la forma e le dimensioni degli spazi vuoti. Tenendo conto dei profili di densità e inserendo il contributo dell’energia scura, la simulazione indica che esistono vuoti di varie forme e dimensioni così come è stato ottenuto da altre simulazioni ma la novità è che la densità media di materia scura raggiunge il suo valore massimo sui bordi che formano i confini degli spazi vuoti. Infine, gli scienziati hanno potuto descrivere i profili della distribuzione di densità utilizzando solamente due parametri in una singola formula.

arXiv: A Universal Density Profile for Cosmic Voids