Dobbiamo a Phillip James Edwin (detto Jim) Peebles (nato a Winnipeg il 25 aprile 1935), astronomo canadese naturalizzato statunitense, la conoscenza di come sono organizzate le galassie all’interno dell’Universo.
Le sue ricerche, partite verso la fine degli anni Settanta dello scorso secolo, si fondarono su una peculiare unità di misura, la funzione di covarianza, ovvero l’eccesso medio di probabilità di trovare una galassia in un piccolo guscio di raggio r basato su una galassia scelta a caso rispetto alla densità media delle galassie dell’universo.
Se le galassie inizialmente avessero avuto una distribuzione di Poisson, (ovvero se fossero distribuite in modo casuale) la funzione di covarianza sarebbe nulla per qualsiasi raggio, evitando così la formazione di qualsiasi clustering di galassie.
Nelle condizioni di Poisson esistono, però, regioni casuali di sovradensità e di sottodensità e nelle prime per effetto delle spinte gravitazionali le galassie si avvicinerebbero collassando e formando quindi degli ammassi.
Galassie ed ammassi
Peebles ed i suoi collaboratori iniziarono a misurare la funzione di covarianza nel cielo reale sfruttando i cataloghi elaborati da Zwicky. In accordo con i calcoli teorici, Peebles scoprì che la funzione di covarianza era uguale ad 1 ad un raggio di 24 milioni di anni luce.
In altre parole stando su una galassia qualsiasi ed osservando in tutte le direzioni troveremmo in media 1+1 galassie alla distanza di 24 milioni di anni luce ossia il doppio della densità che si trova in media nell’universo.
Il calcolo teorico di Peebles si basava sul modello di universo di Friedmann ovvero un universo omogeneo, isotropo e non statico.
Sotto queste ipotesi, è possibile definire una densità media dell’universo (densità di massa-energia) e, come Friedman ha dimostrato, descrivere lo spazio in ogni istante con un solo numero, la curvatura scalare.
Secondo Peebles, il fatto che questo modello di universo prevedesse risultati in accordo con le osservazioni sperimentali corroborava l’idea di un universo con densità di massa critica.
In una celebre dimostrazione al Caltech, a cui assistettero fra gli altri Richard Feynman e J. Richard Gott, Peebles portò una brillante simulazione al computer, frutto delle sue ricerche.
In questo video, che rapì l’attenzione dei presenti, Peebles illustrò che, in base ad uno stretto ordine gerarchico, l’Universo non era altro che un insieme di ammassi, dentro altri ammassi, a loro volto contenuti da altri ammassi.
Questa struttura fu completata da un articolo pubblicato nel 1983 da Neta Bahcall e Ray Soneira, che dimostrarono l’esistenza di ammassi di ammassi, che oggi definiamo superammassi di galassie.
Se dovessimo scrivere una lettera ad un nostro amico alieno che vive all’altro capo dell’Universo, l’indirizzo del mittente dovrebbe quindi essere: Terra, Sistema Solare, Via Lattea, Gruppo Locale, superammasso della Vergine.
