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L’energia scura esiste ed è là fuori nello spazio

L’immagine mostra i dati utilizzati nello studio. Le mappe sono rappresentate come gusci di crescente distanza dalla Terra, procedendo da sinistra a destra. La Via Lattea rappresenta la fonte più vicina di rumore per l’analisi dei dati. Gli altri sei gusci rappresentano le mappe contenenti milioni di galassie distanti. Queste mappe sono state realizzate con diversi telescopi a diverse lunghezze d’onda e hanno un codice colore per mettere in evidenza gli addensamenti della materia (in rosso le regioni più dense di materia, in blu le regioni meno dense). I ‘buchi’ nelle mappe rappresentano l’assenza di dati o la scarsa qualità dei dati. L’ultimo guscio a destra, il più grande, mostra la temperatura della radiazione cosmica di fondo realizzata dal satellite WMAP (rosso regioni più calde, blu regioni più fredde), che è l’immagine più lontana dell’Universo, circa 46 miliardi di anni luce di distanza. I ricercatori hanno rilevato correlazioni molto piccole tra queste due mappe, e cioè quella in primo piano (a sinistra) e la radiazione cosmica di fondo (a destra), con un livello di confidenza pari al 99,996%.
Credits: Earth: NASA/BlueEarth; Milky Way: ESO/S. Brunier; CMB: NASA/WMAP

E’ quanto emerge da uno studio condotto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Portsmouth e dell’Università LMU di Monaco guidati da Tommaso Giannantonio e Robert Crittenden.

Dopo due anni di studio e analisi dati, gli scienziati hanno concluso che la probabilità di aver a che fare con la componente che domina il contenuto materia-energia dell’Universo è pari al 99,996%, proprio come quella relativa alla scoperta del nuovo bosone scalare (vedasi questo post). Dunque, nonostante l’energia scura sembra essere ormai una realtà rimane sempre un problema: non sappiamo cosa essa sia in definitiva. Nel passato, sono state utilizzate molte tecniche per confermare, o smentire, la sua esistenza. Tuttavia si tratta o di metodi indiretti o suscettibili di incertezze. Invece, secondo questi ricercatori, una chiara evidenza dell’esistenza dell’energia scura può essere ottenuta grazie all’effetto Sachs-Wolfe. Sappiamo, di fatto, che la radiazione cosmica di fondo, l’eco del Big Bang, è distribuita su tutto il cielo. Nel 1967, Sachs e Wolfe suggerirono il fatto che la luce proveniente dalla radiazione cosmica diventasse leggermente più blu passando attraverso le aggregazioni di materia, un effetto noto come redshift gravitazionale, rendendo irregolare lo spettro della radiazione cosmica. Nel 1996, Robert Crittenden e Neil Turok partirono da questa ipotesi e iniziarono a studiare come determinare piccole variazioni dell’energia dei fotoni confrontando la mappa della distribuzione della temperatura della radiazione cosmica con quella relativa alla distribuzione delle galassie nell’Universo locale. In assenza dell’effetto dovuto all’energia scura non ci sarebbe corrispondenza tra queste due mappe, mentre invece la presenza di energia scura porterebbe ad un effetto non molto intuitivo, più strano diremo, mediante il quale i fotoni della radiazione cosmica di fondo guadagnerebbero, per così dire, una certa quantità di energia man mano che passano attraverso le enormi aggregazioni di materia. Nonostante ciò, il segnale che deriva applicando il metodo Sachs-Wolfe è molto debole al punto che alcuni astronomi hanno suggerito che possa essere dovuto ad altre sorgenti celesti. Dunque, nonostante rimanga un certo dubbio sul fatto che tale metodo possa essere utilizzato come prova molto forte a favore dell’esistenza dell’energia scura, grazie ad un lavoro di due anni, i due ricercatori hanno analizzato e riesaminato tutte le argomentazioni a sfavore del metodo Sachs-Wolfe migliorando i dati rispetto agli studi precedenti. “Questo lavoro ci indica alcune possibili modifiche alle equazioni della relatività generale” dichiara Giannantonio. “Le survey del cielo di prossima generazione ci permetteranno o di confermare la validità della relatività generale, inclusa la componente energia scura, o di richiedere una teoria completamente nuova della gravità”. Insomma, pare che l’energia scura esista davvero ma rimane ancora uno dei grandi misteri della cosmologia moderna (vedasi Enigmi Astrofisici).

ArXiv: The significance of the integrated Sachs-Wolfe effect revisited


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