L’energia oscura “non esiste”, quindi non può accelerare l’espansione dell’Universo

Uno dei più grandi misteri della scienza – l’energia oscura – in realtà non esiste, secondo i ricercatori che cercano di risolvere l’enigma di come l’Universo si stia espandendo.

 

 

Uno dei più grandi misteri della scienza – l’energia oscura – in realtà non esiste, secondo i ricercatori che cercano di risolvere l’enigma di come l’Universo si stia espandendo.

Negli ultimi 100 anni, i fisici hanno generalmente ipotizzato che il cosmo stia crescendo allo stesso modo in tutte le direzioni.

Hanno impiegato il concetto di energia oscura per spiegare una fisica sconosciuta che non riuscivano a capire, ma la controversa teoria ha sempre avuto i suoi problemi.

Ora un team di fisici e astronomi dell’Università di Canterbury a Christchurch, in Nuova Zelanda, sta sfidando lo status quo, utilizzando un’analisi migliorata delle curve di luce delle supernovae per dimostrare che l’Universo si sta espandendo in un modo più vario e più “grumoso”.

Le nuove prove supportano il modello di espansione cosmica del “paesaggio temporale”, che non ha bisogno di energia oscura perché le differenze nell’allungamento della luce non sono il risultato di un Universo in accelerazione, ma piuttosto una conseguenza di come calibriamo il tempo e la distanza.

Tiene conto del fatto che la gravità rallenta il tempo, quindi un orologio ideale nello spazio vuoto ticchetta più velocemente che all’interno di una galassia.

Il modello suggerisce che un orologio nella Via Lattea sarebbe circa il 35% più lento dello stesso in una posizione media in grandi vuoti cosmici, il che significa che miliardi di anni in più sarebbero passati in quei vuoti.

Questo a sua volta consentirebbe una maggiore espansione dello spazio, facendo sembrare che l’espansione stia diventando più veloce quando tali vasti vuoti crescono fino a dominare l’Universo.

Il professor David Wiltshire, che ha guidato lo studio, ha dichiarato: “I nostri risultati mostrano che non abbiamo bisogno dell’energia oscura per spiegare perché l’Universo sembra espandersi a un ritmo accelerato.

“L’energia oscura è un’errata identificazione delle variazioni nell’energia cinetica dell’espansione, che non è uniforme in un universo così grumoso come quello in cui viviamo effettivamente”.

Ha aggiunto: “La ricerca fornisce prove convincenti che potrebbero risolvere alcune delle domande chiave sulle stranezze del nostro cosmo in espansione.

“Con i nuovi dati, il più grande mistero dell’Universo potrebbe essere risolto entro la fine del decennio”.

La nuova analisi è stata pubblicata sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

Si pensa comunemente che l’energia oscura sia una debole forza antigravitazionale che agisce indipendentemente dalla materia e costituisce circa i due terzi della densità di massa-energia dell’Universo.

Il modello standard Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) dell’Universo richiede l’energia oscura per spiegare l’accelerazione osservata nella velocità con cui il cosmo si sta espandendo.

Gli scienziati basano questa conclusione sulle misurazioni delle distanze delle esplosioni di supernova in galassie lontane, che sembrano essere più lontane di quanto dovrebbero essere se l’espansione dell’Universo non stesse accelerando.

Tuttavia, l’attuale tasso di espansione dell’Universo è sempre più messo in discussione da nuove osservazioni.

In primo luogo, le prove del bagliore residuo del Big Bang – noto come Cosmic Microwave Background (CMB) – mostrano che l’espansione dell’Universo primordiale è in contrasto con l’espansione attuale, un’anomalia nota come “tensione di Hubble”.

Inoltre, una recente analisi di nuovi dati ad alta precisione da parte del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ha rilevato che il modello ΛCDM non si adatta bene ai modelli in cui l’energia oscura si “evolve” nel tempo, piuttosto che rimanere costante.

Sia la tensione di Hubble che le sorprese rivelate da DESI sono difficili da risolvere in modelli che utilizzano una legge di espansione cosmica semplificata di 100 anni fa: l’equazione di Friedmann.

Ciò presuppone che, in media, l’Universo si espanda in modo uniforme, come se tutte le strutture cosmiche potessero essere passate attraverso un frullatore per fare una zuppa senza caratteristiche, senza alcuna struttura complicata.

Tuttavia, l’Universo attuale contiene in realtà una complessa rete cosmica di ammassi di galassie in fogli e filamenti che circondano e infilano vasti vuoti vuoti.

Il professor Wiltshire ha aggiunto: “Ora abbiamo così tanti dati che nel 21° secolo possiamo finalmente rispondere alla domanda: come e perché una semplice legge di espansione media emerge dalla complessità?

“Una semplice legge di espansione coerente con la relatività generale di Einstein non deve obbedire all’equazione di Friedmann”.

I ricercatori affermano che il satellite Euclid dell’Agenzia spaziale europea, lanciato nel luglio 2023, ha il potere di testare e distinguere l’equazione di Friedmann dall’alternativa timescape. Tuttavia, ciò richiederà almeno 1.000 osservazioni indipendenti di supernovae di alta qualità.

Quando il modello di timescape proposto è stato testato per l’ultima volta nel 2017, l’analisi ha suggerito che si adattava solo leggermente meglio del ΛCDM come spiegazione per l’espansione cosmica, quindi il team di Christchurch ha lavorato a stretto contatto con il team di collaborazione Pantheon+ che aveva scrupolosamente prodotto un catalogo di 1.535 supernove distinte.

Dicono che i nuovi dati ora forniscono “prove molto forti” per il timescape. Potrebbe anche indicare una risoluzione convincente della tensione di Hubble e di altre anomalie legate all’espansione dell’Universo.

Ulteriori osservazioni da Euclid e dal Nancy Grace Roman Space Telescope sono necessarie per rafforzare il supporto per il modello Timescape, dicono i ricercatori, con la corsa ora in corso per utilizzare questa ricchezza di nuovi dati per rivelare la vera natura dell’espansione cosmica e dell’energia oscura.