L’importanza degli universi virtuali

Mentre gli scienziati di diversi campi di studio possono condurre esperimenti in laboratorio, come i fisici delle particelle con i loro grandi acceleratori o i biologi che utilizzano potenti microscopi, gli astronomi non sono in grado di studiare da vicino una stella o un pianeta. Persino i telescopi più avanzati forniscono solo immagini istantanee del cosmo in cui sono veramente pochi i cambiamenti che possono essere analizzati durante la nostra vita. Rimangono, perciò, questioni aperte, come ad esempio il problema che riguarda la formazione della nostra galassia, che cos’è la materia scura e quale sia il ruolo che hanno i buchi neri supermassicci che risiedono nel nucleo delle galassie. Nel tentativo di rispondere a queste problematiche, oggi alcuni cosmologi stanno affrontando progetti ambiziosi: creare “universi virtuali” che, grazie alle simulazioni al computer, potranno fornire preziosi indizi per comprendere l’evoluzione cosmica.

Hubble trova un’espansione più accelerata dell’Universo

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate col telescopio spaziale Hubble per misurare più accuratamente la distanza delle stelle che si trovano in una ventina di galassie, gli astronomi hanno trovato che l’Universo si sta attualmente espandendo più velocemente rispetto al ritmo derivato dalle misure effettuate durante le epoche primordiali subito dopo il Big Bang. Se confermata, questa apparente inconsistenza potrebbe rappresentare un importante indizio per comprendere tre delle più elusive componenti dell’Universo: la materia scura, l’energia scura e i neutrini. I risultati di questo studio sono riportati su Astrophysical Journal.

Nuovi scenari per l’astronomia gravitazionale

L’annuncio relativo alla rivelazione delle onde gravitazionali da parte del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ha causato una grande eco nell’ambito della comunità dei fisici e astronomi al punto che adesso si dovrà iniziare davvero ad esplorare più in profondità questa nuova finestra sull’Universo. Come è stato già detto, il segnale, registrato il 14 Settembre 2015 da entrambi gli interferometri LIGO, è stato prodotto dalla fusione di due buchi neri di massa iniziale pari a circa una trentina di Soli. Ciò ha permesso agli scienziati di risolvere immediatamente un enigma astrofisico in quanto l’esistenza di binarie di buchi neri era stata messa in dubbio. Ulteriori osservazioni potranno fornirci preziosi indizi sulla natura di oggetti esotici come le stelle di neutroni e le supernovae. Ma siamo solo all’inizio. Le onde gravitazionali ci permetteranno di esplorare non solo alcuni aspetti della fisica fondamentale ma possibilmente potranno portarci ai primi istanti di vita dell’Universo. La domanda è: quali misteri della cosmologia potremo mai risolvere ora che siamo entrati nell’era dell’astronomia gravitazionale?

Una survey galattica per studiare l’accelerazione cosmica

Sappiamo che l’Universo si espande ad un ritmo accelerato. Tuttavia, ciò che causa tale espansione accelerata rimane ancora un mistero. La spiegazione più plausibile è che esista una strana forma di energia, detta “energia scura“, che guida l’espansione cosmica. Oggi, un nuovo strumento astronomico, chiamato Physics of the Accelerating Universe Camera (PAUCam), cercherà delle risposte esplorando l’Universo con un metodo innovativo. La camera, che registrerà la posizione di circa 50.000 galassie, potrebbe far luce anche sulla natura della materia scura e quindi sull’evoluzione cosmica.

Materia scura: dallo spazio all’LHC

Mentre gli scienziati del programma Dark Energy Survey (DES) hanno pubblicato la prima di una serie di mappe della distribuzione di materia scura nello spazio cosmico, ci si interroga sulle modalità con cui il Large Hadron Collider (LHC) potrà essere in grado di rivelare le eventuali particelle che la compongono.

Hubble cattura una ‘croce’ di Einstein

Ne abbiamo già parlato qualche tempo fa (post) e oggi riporto la spettacolare immagine catturata dal telescopio spaziale Hubble. La cosiddetta “croce di Einstein” comprende quattro immagini che sono la stessa ‘copia’ di una supernova distante. Esse vengono create dall’effetto della lente gravitazionale dovuta alla distorsione della sua luce mentre passa attraverso un massiccio ammasso di galassie.

Come ti peso le particelle nell’Universo primordiale

Secondo alcuni modelli l’energia scura, quell’enigmatica componente responsabile dell’espansione accelerata dell’Universo, è un campo scalare che evolve su tempi scala cosmologici. Ciò vuol dire che alcune quantità fondamentali correlate alle forze e alle masse dovevano essere diverse molto tempo fa. Tuttavia, una nuova analisi dello spettro di un quasar molto distante non trova evidenze di deviazioni nelle righe molecolari prodotte 12 miliardi di anni fa, il che implica che non c’è stato alcun cambiamento nel rapporto tra la massa del protone e quella dell’elettrone, con una precisione di una parte su un milione.

Il lato scuro dell’Universo secondo Michael Turner

Come materia scura ed energia scura hanno contribuito a modellare l’Universo e controlleranno il suo destino? Sono alcune delle domande aperte a cui oggi stanno tentando di dare una risposa gli scienziati.

La relatività generale: dal 1905 al 2005

In questo video, che fa parte di una serie di lectio magistralis che si sono tenute al Caltech come parte dell’Einstein Centennial Lecture Series, Kip Thorne presenta la teoria della relatività generale. Tra gli argomenti discussi la curvatura dello spaziotempo, i buchi neri, le onde gravitazionali e l’espansione accelerata dell’Universo.

Che cosa illuminò il cosmo?

Che cosa produce più luce? Una città molto grande o più città minori? Certo, le città più grandi producono più luce ma è anche vero che i paesi piccoli sono più numerosi. Dunque, se capiamo come è distribuita la luminosità, allora saremo in grado di avere maggiori indizi, ad esempio, su come è strutturata una nazione. E’ quanto si stanno domandando, analogamente, gli astronomi in merito alla struttura dell’intero Universo: è possibile che la radiazione ultravioletta provenga da numerose galassie deboli o, invece, essa è correlata a un numero inferiore di quasar?