Non sappiamo cos’è l’energia oscura, che sarebbe responsabile dell’espansione accelerata dell’universo.
Molti teorici preferiscono definirla come un campo quantistico che sarebbe responsabile di questa misteriosa energia, anche se è difficile conciliare queste idee con le intuizioni di un’altra teoria che cerca di spiegare l’universo, la teoria delle stringhe.
Ma non dobbiamo scoraggiarci in quanto una nuova ricerca propone una soluzione radicale: l’energia oscura potrebbe avere più di un agente cosmologico che ne spieghi la natura.
La miscela di questi agenti avrebbe strani effetti nel nostro universo, rendendola in futuro potenzialmente rilevabile.
Un centinaio di anni fa abbiamo capito di vivere in un universo in espansione. Grazie alle osservazioni di Edwin Hubble abbiamo appreso che tutte le galassie si allontanano dalla nostra e l’una dalle altre a velocità crescente tanto più sono lontane. Ma non basta, nuove misurazioni ci hanno mostrato qualcosa di straordinario, il nostro universo non solo si espande ma lo fa in maniera accelerata. Negli ultimi 5 miliardi di anni, il tasso di espansione del nostro universo è aumentato.
Non sappiamo cosa stia causando l’espansione accelerata. Lo abbiamo notato per la prima volta circa 20 anni fa quando studiando supernove distanti, e da allora un
crescente numero di misurazioni indipendenti basate sul fondo cosmico a microonde, le oscillazioni acustiche barioniche, i vuoti cosmici e altro ancora hanno confermato che il nostro universo si espande in maniera accelerata.
Non sappiamo spiegare l’espansione accelerata, e non sappiamo cosa sia l’energia oscura, quel qualcosa che apparentemente fa espandere sempre più velocemente il nostro universo. Nel corso degli anni i teorici hanno cercato di spiegare l’energia oscura cercando di capire quale processo fisico in natura la produce. Ci deve essere un qualche meccanismo che ne spiega la genesi, anche se le ricerche per ora non hanno ancora chiarito il mistero.
Una delle migliori spiegazioni è che nell’universo esiste un campo quantistico responsabile dell’energia oscura. I campi quantistici sono piuttosto utili: assorbono ogni pezzetto di spazio-tempo e sono responsabili della generazione delle forze e delle particelle che compongono tutto ciò che ci circonda, per questo non è così pazzesco immaginare che ci sia un nuovo campo quantistico che ha le proprietà giuste per innescare un’espansione accelerata.
Quindi, a produrre la misteriosa energia oscura potrebbe essere un qualche campo quantistico che permea completamente lo spaziotempo. Questa ipotesi sembra semplice, ma se si prende in considerazione la teoria delle stringhe si palesano all’evidenza alcuni aspetti negativi.
La teoria delle stringhe è uno dei tentativi di riunire sotto un’unica entità tutte le forze della natura. Nella teoria delle stringhe, ogni particella e ogni forza è una manifestazione di minuscole stringhe vibranti. Ma per spiegare tutto ciò che osserviamo dell’universo fisico, queste stringhe non possono semplicemente vibrare in tre dimensioni. Hanno bisogno di più dimensioni extra tutte minuscole e ripiegate su se stesse. Tutto questo accade a una scala microscopica, ecco perché non l’abbiamo ancora notato.
Non abbiamo idea di come queste dimensioni extra siano ripiegate su se stesse. Potrebbero esserci fino a 10 ^ 200 possibili configurazioni, e ogni configurazione di dimensioni raggomitolate fornisce un nuovo insieme di fisica. Poiché viviamo in un solo universo con un insieme di fisica, solo una di queste configurazioni può essere la nostra. Ma non sappiamo quale sia. Un problema: sembra che gli universi che consentono l’energia oscura causata da un campo quantistico non siano compatibili con alcune cose che sappiamo sulla teoria delle stringhe.
L’enigma si può risolvere, come? Se l’energia oscura esiste allora è la teoria delle stringhe a non avere consistenza nel nostro universo. Come risolvere questo dilemma? Forse non stiamo pensando all’energia oscura nel modo corretto, come affermato da un recente articolo apparso sul giornale di prestampa arVix. Forse non esiste solo un campo quantistico responsabile dell’energia oscura, ma diversi.
Consentendo a più campi quantistici di generare energia oscura, potrebbe essere possibile che la teoria delle stringhe sia ancora rilevante nel nostro universo, poiché questi modelli potrebbero non essere bloccati nella “palude”. Ma questo significa che dobbiamo trovare le prove che ci sia più di un agente responsabile dell’energia oscura.
Si scopre che in questi modelli che generano energia oscura, fanno si che la stessa energia oscura si accumuli su se stessa, il che significa che puoi viaggiare per l’universo e trovare “macchie” di energia oscura inferiore alla media o superiore alla media. In totale, in tutto il cosmo, l’effetto su larga scala è sempre lo stesso (vale a dire, espansione accelerata), ma un eccesso di energia oscura in un punto o un deficit in un altro potrebbero influenzare il modo in cui le strutture più grandi dell’universo, come ammassi di galassie e grandi vuoti cosmici, crescono ed evolvono.
Non abbiamo ancora la sensibilità per misurare queste differenze di energia oscura, ma esperimenti futuri come il Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA potrebbero fornire alcune intuizioni, aiutandoci a determinare se viviamo davvero nella palude o no.
