Aumentano le prove sull'esistenza della materia o energia oscura nell'Universo

Fonte: Royal Astronomical Society
Dopo due anni di studio, un gruppo di astronomi dell'Università di Portsmouth e LMU Università di Monaco di Baviera hanno concluso che la probabilità dell'esistenza dell'energia oscura è al 99,996 per cento. L'energia oscura, una misteriosa sostanza pensata per accelerare l'espansione dell'Universo è davvero lì, secondo un team di astronomi dell'Università di Portsmouth e LMU Università di Monaco di Baviera. Dopo due anni di studio condotto da Tommaso Giannantonio e Robert Crittenden, gli scienziati hanno concluso che la probabilità della sua esistenza si attesta al 99,996 per cento. I loro risultati sono stati pubblicati nelle comunicazioni  della rivista mensile della Royal Astronomical Society.                                                                                            "L'energia oscura è uno dei grandi misteri scientifici - ha detto il professor Bob Nichol, un membro della squadra Portsmouth- del nostro tempo, quindi non è sorprendente che tanti ricercatori mettano in discussione la sua esistenza. Ma con il nostro nuovo lavoro siamo più sicuri che mai che questa componente esotica dell'Universo è reale - anche se ancora non si ha l’idea di cosa è composto." 

Fotografia di materia oscura nell'ammasso di galassie Pandora

Più di un decennio fa, gli astronomi osservando la luminosità di supernove distanti si rese conto che l'espansione dell'Universo sembrava accelerare. L'accelerazione è attribuito alla forza repulsiva associata all'energia oscura ora si pensa che costituisca il 73 per cento del contenuto del cosmo. I ricercatori che hanno fatto questa scoperta hanno ricevuto il premio Nobel per la Fisica nel 2011, ma l'esistenza di energia oscura rimane un argomento di acceso dibattito.   Molte altre tecniche sono state utilizzate per confermare la realtà di un energia oscura, ma sono  indirette prove  che l'Universo sta  accelerando o sono prove suscettibili di dubbio  come risultato di proprie incertezze. Prova evidente per l'energia oscura nasce dall'effetto integrato Sachs Wolfe.  La radiazione cosmica di fondo, ovvero la radiazione del calore residuo del Big Bang, è  presente in tutto il cielo. Nel 1967 Sachs e Wolfe hanno proposto che la luce di questa radiazione sarebbe diventato un po 'più blu, mentre passa attraverso i campi gravitazionali dei grumi di materia, effetto noto come redshift gravitazionale. Nel 1996, Robert Crittenden e Neil Turok, ora al Perimeter Institute in Canada, hanno fatto progredire questa idea al livello successivo, suggerendo che gli astronomi possono cercare questi piccoli cambiamenti nella energia della luce, o fotoni, confrontando la temperatura della radiazione di fondo con le mappe di galassie dell'Universo locale. In assenza di energia oscura, o di una curvatura grande nell'Universo, non ci sarebbe corrispondenza tra queste due mappe (lontano sfondo cosmico a microonde e la distribuzione relativamente più stretta delle galassie), ma l'esistenza dell'energia oscura porterebbe allo strano, contro-intuitivo effetto  per cui i fotoni di fondo delle microonde cosmiche guadagnerebbero energia, mentre viaggiano attraverso grossi pezzi di massa. L’effetto integrato Sachs Wolfe è stato rilevato nel 2003 ed è stato subito visto come una prova che avvalora l’esistenza dell'energia oscura, come la 'scoperta dell'anno' è stata  pubblicata sulla rivista Science. Ma il segnale è debole e l’attesa correlazione tra le mappe è piccola e quindi alcuni scienziati hanno suggerito che sia stato causato da altre fonti, come la polvere nella nostra galassia. Dal primo effetto integrato Sachs Wolfe documentato, diversi astronomi hanno messo in dubbio i rilevamenti originali applicabili e pertanto richiedono più forti elementi di prova per l'energia oscura ancora in discussione. Nella nuova scoperta, prodotta da quasi due anni di lavoro, il team ha riesaminato tutti gli argomenti contro il rilevamento integrato Sachs Wolfe, nonché migliorando le mappe utilizzate. Nella loro accurata analisi concludono che c'è un 99,996 per cento di possibilità che l'energia oscura sia responsabile per le parti più calde delle mappe e della radiazione cosmica di fondo a microonde (diciamo che siamo allo stesso livello di importanza della recente scoperta del bosone di Higgs).                                      "Questo lavoro ci dice anche sulle possibili modifiche alla teoria di Einstein della relatività generale", -osserva Tommaso Giannantonio, autore principale dello studio."La prossima generazione di fondo cosmico a microonde e le indagini sulle galassie dovrebbero fornire la misura definitiva, o per confermare la relatività generale, compresa l'energia oscura, o come dato più intrigante, elaborando una concezione completamente nuova di come funziona la gravità".  Il nuovo lavoro appare in "L'importanza dell’ effetto integrato Sachs-Wolfe rivisitato ", T. Giannantonio, R. Crittenden, R. Nichol, A. Ross, Monthly Notices della Royal Astronomical Society. Un preprint del saggio è disponibile http://arxiv.org/abs/1209.2125