l’accelerazione cosmica non è un fenomeno dell’Universo primordiale ma al contrario, è un fenomeno relativamente recente su scala cosmica. L’accelerazione è divenuta significativa “solo" qualche miliardo di anni fa, mentre non ha avuto nessun ruolo nei primi minuti di vita dell’Universo
Cosa sono l’accelerazione cosmica e l’energia oscura? Questi due grandi misteri ancora irrisolti dovrebbero giustificare l’espansione accelerata dell’universo.
L’universo infatti si sta espandendo e la sua espansione accelera costantemente con in trascorrere del tempo. I cosmologi hanno chiamato l’accelerazione di questa espansione “accelerazione cosmica“.
L’espansione accelerata, si è realizzata in nell’Universo primordiale, e viene definita inflazione cosmica. Tale fase è cominciata a tempi molto piccoli (dell’ordine di 10-36 secondi), ed è durata fino a tempi dell’ordine di 10-32 secondi (non vi è certezza su questi numeri perché’ non è nota la scala di energie a cui si accende l’inflazione).
In questi istanti il fattore di scala è aumentato di qualcosa come 1026 volte. Si tratta dunque di un fenomeno diverso da quello che sta avvenendo ora, è molto rapido e si innesca ad altissime energie.
Tuttavia, si ritiene che la sua origine fisica risieda nell’azione di un particolare campo che si trova a dominare gravitazionalmente l’Universo in quella fase iniziale.
l’accelerazione cosmica non è un fenomeno dell’Universo primordiale ma al contrario, è un fenomeno relativamente recente su scala cosmica. L’accelerazione è divenuta significativa “solo” qualche miliardo di anni fa, mentre non ha avuto nessun ruolo nei primi minuti di vita dell’Universo.
In altre parole, l’accelerazione cosmica sta dominando l’Universo oggi, quando la sua densità di energia è estremamente bassa, perché diluita dall’espansione.
L’accelerazione cosmica fa aumentare la distanza tra i punti nell’universo, proprio come l’allungamento di un foglio di gomma farebbe aumentare la distanza tra due punti tracciati sulla sua superficie.
L’universo ha attraversato due periodi distinti dove è intervenuta l’accelerazione cosmica. Il primo è l’inflazione, che si è verificata una frazione di secondo dopo il Big Bang. Il lungo periodo di accelerazione cosmica è iniziato circa 9 miliardi di anni dopo il Big Bang e continua ancora oggi.
Gli scienziati hanno scoperto l’espansione accelerata dell’universo nel 1998 attraverso l’osservazione di un particolare tipo di supernove lontane. Gli scienziati che hanno scoperto l’accelerazione cosmica hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 2011.
La scoperta inaspettata a posto nuove domande che ancora oggi non trovano risposte soddisfacenti. Cosa sono l’accelerazione cosmica e l’energia oscura?
L’accelerazione cosmica è forse causata dall’energia oscura che vince gli effetti della gravità espandendo il tessuto spaziotemporale dell’universo?
L’energia oscura è una caratteristica intrinseca dell’universo o potrebbe essere in qualche modo prodotta da particelle o forze ancora sconosciute. Potrebbe essere inoltre un indizio che la teoria della relatività generale di Einstein non è una descrizione completa della gravità.
I cosmologi stanno conducendo studi per determinare se l’energia oscura è coerente con la costante cosmologica, un termine che il fisico Albert Einstein aveva originariamente incluso nelle sue equazioni per controbilanciare la gravità.
In alternativa, l’energia oscura potrebbe non essere costante, ma qualcosa che cambia nel corso dell’evoluzione dell’universo.
L’energia oscura rappresenta circa il 70% dell’energia totale di massa dell’universo. Al contrario, la materia oscura rappresenta circa il 25% dell’energia di massa dell’universo e la materia ordinaria solo il 5%.
Il Dipartimento dell’Energia supporta i ricercatori che studiano l’espansione cosmica e l’energia oscura. Gli scienziati supportati dal DOE collaborano con la National Science Foundation e altre organizzazioni per costruire rilevatori specializzati e sensibili.
Squadre di scienziati stanno conducendo esperimenti per misurare le caratteristiche del fondo cosmico a microonde, la debole radiazione residue del Big Bang che ha dato origine all’universo. Il loro lavoro può fornire indizi sulla prima inflazione dell’universo.
Gli scienziati utilizzano anche sondaggi con telescopi terrestri su larga scala per raccogliere dati sull’universo passato e presente che miglioreranno la nostra comprensione della storia futura dell’universo.
Questi sondaggi permetteranno di far luce sulla natura dell’energia oscura.
