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Universo in espansione: una nuova idea per risolvere la Tensione di Hubble

La modifica suggerita al modello che attualmente descrive meglio il nostro Universo potrebbe risolvere un conflitto significativo nelle osservazioni dell'espansione dello spazio

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Viste attraverso gli occhi di un gigante, le galassie del nostro Universo si aggrappano come schiuma alla superficie di un oceano eterno, formando grumi e stringhe attorno a vuoti neri come l’inchiostro.

Questa rete scintillante ha impiegato eoni per formarsi, condensandosi e raffreddandosi gradualmente sotto la guida della gravità da quella che, miliardi di anni fa, era una nebbia uniformemente diffusa di particelle incandescenti appena uscite dal forno del Big Bang.

Per quanto lenta questa crescita sembri a noi comuni mortali, i fisici dell’Università del Michigan Nhat-Minh Nguyen, Dragan Huterer e Yuewei Wen vogliono osservarla ad un ritmo ancora più lento, per risolvere uno dei problemi più fastidiosi della scienza.

La modifica suggerita al modello che attualmente descrive meglio il nostro Universo potrebbe risolvere un conflitto significativo nelle osservazioni dell’espansione dello spazio.

C’è più spazio vuoto lassù oggi di quanto ce n’era ieri. Qualcosa sta facendo crescere il nulla, aumentando gli spazi tra le galassie per separare delicatamente la struttura su larga scala dell’Universo a un ritmo sempre crescente.

Poiché non sappiamo cosa si nasconde dietro questa misteriosa spinta, la chiamiamo energia oscura.

Se la gravità agisce come un amplificatore che potenzia le perturbazioni della materia affinché crescano in strutture su larga scala, allora l’energia oscura agisce come un attenuatore smorzando queste perturbazioni e rallentando la crescita della struttura“, afferma Nguyen, l’autore principale di un’indagine sulle perturbazioni su larga scala nella crescita della struttura.

Esaminando come la struttura cosmica si è raggruppata e cresciuta, possiamo provare a comprendere la natura della gravità e dell’energia oscura”.

Il tasso preciso di espansione, noto come costante di Hubble (H0), non è del tutto chiaro. Osservando alcune supernove lontane (candele standard), si ottiene come risultato  un’accelerazione intorno ai 74 chilometri al secondo per megaparsec. Utilizzando l'”eco luminoso” della radiazione che ancora rimbalza dopo il Big Bang – il fondo cosmico a microonde (CMB) – H0 si avvicina a circa 67 chilometri al secondo.

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Potrebbe non sembrare una grande differenza, ma la discrepanza è stata rilevata attraverso un numero sufficiente di indagini da non poter più essere liquidata come un errore banale.

Nguyen, Huterer e Wen hanno dato uno sguardo nuovo al modello cosmologico di concordanza piatta ΛCDM come potenziale fonte di ipotesi errate. Se gli ammassi ed i cluster di galassie fossero disposti sopra un’immensa scacchiera cosmica, muovendo all’indietro i pezzi degli scacchi che vediamo oggi, possiamo effettivamente vedere come è iniziato il gioco, da un momentaneo battito di rapida inflazione fino alla formazione delle galassie e alla loro organizzazione in una gigantesca rete interconnessa.

Se, per qualche motivo, questo processo deviasse da quanto previsto dal modello di concordanza (modello standard), frenando l’accelerazione dell’espansione della struttura su larga scala dell’Universo, la tensione tra le diverse misure dell’espansione accelerata dell’Universo svanirebbe.
È possibile che, come ritengono molti cosmologi, la velocità di espansione dell’universo sia stata diversa nelle diverse epoche della vita dell’universo.

I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di misurazioni che coinvolgono increspature nella rete cosmica, eventi di lente gravitazionale e dettagli nello sfondo cosmico a microonde per giungere a una conclusione statisticamente convincente che la rete cosmica sta crescendo più lentamente di quanto previsto dal modello cosmologico di concordanza piatta ΛCDM.

La differenza tra questi tassi di crescita che abbiamo potenzialmente scoperto diventa più evidente man mano che ci avviciniamo ai giorni nostri“, afferma Nguyen. “Queste diverse indagini, individualmente e collettivamente, indicano una soppressione della crescita. O stiamo perdendo alcuni errori sistematici in ciascuna di queste indagini, oppure stiamo perdendo qualche nuova fisica nel nostro modello standard“.

Anche se non ci sono contendenti ovvi su ciò che potrebbe frenare la crescita della rete cosmica, le future misurazioni della struttura su larga scala dell’Universo potrebbero almeno suggerire se sia necessario esplorare ulteriormente l’idea.

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