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L'energia oscura non è finita.....

L'energia oscura non è finita

Secondo alcuni mezzi di comunicazione una recente

ricerca avrebbe confutato la scoperta dell'espansione

accelerata dell'universo, che nel 2011 è stata premiata

con il premio Nobel per la fisica. Le cose però non stanno

cosìdi Dan Scolnic e Adam G. Riess/Scientifica American

astronomiacosmologiaIn queste settimane, alcuni mezzi di

comunicazione hanno sparato titoli come "L'universo si sta

espandendo a un tasso accelerato, o no?" E, "L'universo è in

espansione, ma non a tasso accelerato. Una nuova ricerca

smonta la teoria premiata con il Nobel." Questa eccitazione

è dovuta a un articolo pubblicato da poco su "Scientific Reports"

intitolato Marginal evidence for cosmic acceleration from Type

Ia supernovae firmato da Nielsen, Guffanti e Sarkar.

Illustrazione di un'esplosione si supernova di tipo Ia.

Dopo aver letto lo studio, però, si può tranquillamente

dire che non c'è alcuna necessità di rivedere la nostra attuale

concezione dell'universo. Tutto l'articolo non fa che ridurre 

leggermente la nostra certezza su quello che sappiamo, e per

di più solo scartando la maggior parte dei dati cosmologici su

cui si basa la nostra comprensione dell'universo. E ignora

anche dettagli importanti nei dati che considera. Ma anche

tralasciando questi problemi, i titoli sono comunque sbagliati.

Lo studio ha concluso che ora siamo sicuri solo al 99,7 per

cento che l'universo sta accelerando, il che non è certo la stessa

cosa di "non sta accelerando".

La scoperta iniziale che l'universo si sta espandendo a un tasso

accelerato è stata fatta da due gruppi di astronomi nel 1998

usando supernove di tipo Ia come strumenti di misura cosmici.

Le supernove - stelle che esplodono - provocano alcune delle

più potenti esplosioni di tutto il cosmo, più o meno equivalenti

a un miliardo di miliardi di miliardi di bombe atomiche che esplodano

in una sola volta. Quelle di tipo Ia sono particolari perché,

a differenza di altre supernove, esplodono tutte sempre con la

stessa luminosità o quasi, probabilmente a causa di un limite di

massa critica. Questa somiglianza significa che le differenze nelle

loro luminosità osservate sono quasi interamente legate a quanto

distanti sono. E questo le rende ideali per misurare le distanze

cosmiche. Inoltre, sono oggetti relativamente comuni, e sono così

luminose che possiamo vederle a miliardi di anni luce di distanza.

Questo ci mostra come appariva l'universo miliardi di anni fa, e

quindi possiamo paragonarlo a come appare oggi.

Per la loro coerenza queste supernove sono spesso chiamate

"candele standard", ma sarebbe più corretto chiamarle "candele

standardizzabili" perché in pratica la loro precisione e accuratezza

può essere ulteriormente migliorata tenendo conto delle piccole

differenze nelle loro esplosioni, osservando il tempo necessario

all'esplosione per dispiegarsi e quanto vira verso il rosso il colore

delle supernove a causa della polvere tra noi e loro. La ricerca del

modo per rendere solide queste correzioni è stato ciò che ha portato

alla scoperta dell'accelerazione dell'universo.

Simulazione dell'espansione dell'universo.

Il recente articolo che ha dato origine a quei titoli ha usato un

catalogo di supernove di tipo Ia messo insieme dalla comunità

scientifica (noi compresi), che è stato analizzato già numerose

volte. Ma gli autori hanno usato un diverso metodo di calibrazione,

e crediamo che questo comprometta l'accuratezza dei risultati.

Gli autori assumono che le proprietà medie delle supernove di

ciascuno dei campioni usati per misurare la storia dell'espansione

siano uguali, anche se è stato dimostrato che sono diverse, e analisi

effettuate in passato hanno dato conto di queste differenze. Tuttavia,

anche ignorando queste differenze, gli autori trovano comunque che

c'è una possibilità del 99,7 per cento circa che l'universo stia accelerando:

qualcosa di molto diverso da quello che suggeriscono i titoli.

Inoltre, la straordinaria fiducia degli astronomi nel fatto che l'universo

si stia espandendo più velocemente di quanto avvenisse miliardi di anni

fa è basata su molto più che sulle misurazioni delle supernove, fra cui le

piccole fluttuazioni nello schema del calore residuo dopo il big bang

(vale a dire, la radiazione cosmica di fondo) e l'impronta di quelle flut=

tuazioni nell'attuale distribuzione delle galassie che ci circondano

(le cosiddette oscillazioni barioniche acustiche).

Lo studio ignora anche la presenza di una notevole quantità di materia

nell'universo - confermata numerose volte e con metodi diversi fin dagli

anni settanta - riducendo ulteriormente la fiducia in quell'analisi. Questi

ulteriori dati mostrano - in modo indipendente dalle supernove - che

 l'universo sta accelerando. Se combiniamo queste altre osservazioni

con i dati sulle supernove, si passa da una sicurezza del 99,99 per cento

a una del 99,99999 per cento. Questo è abbastanza sicuro!

Il fondo cosmico a microonde mappato dal satellite Planck dell'ESA.

Attualmente sappiamo che l'energia oscura - quella che crediamo

essere la causa dell'espansione accelerata dell'universo - costituisce il 70

per cento dell'universo, mentre la materia costituisce il resto. La natura

dell'energia oscura è ancora uno dei misteri più grandi di tutta l'astrofisica.

Ma da quando questo quadro si è consolidato un decennio fa, non c'è stato

alcun dibattito veramente approfondito sul fatto che esista l'energia oscura,

né che l'universo stia accelerando.

Ora sono in corso molte nuove indagini, sia a terra sia nello spazio, la cui

priorità nel corso dei prossimi due decenni è capire esattamente che cosa

potrebbe essere questa energia oscura. Per ora, dobbiamo continuare a

migliorare le nostre misurazioni e mettere in discussione i nostri presupposti.

Anche se questo recente articolo non smentisce alcuna teoria, è pur sempre

buono per indurre tutti noi a fermarci un attimo e ricordare quanto sono

impegnative le domande che poniamo, il modo in cui abbiamo raggiunto

le attuali conclusioni e con quanta serietà dobbiamo testare ogni elemento

costitutivo della nostra conoscenza.

Gli autori

Adam G. Riess, ha condiviso il premio Nobel per la fisica del 2011 con

Saul Perlmutter e Brian P. Schmidt per i loro studi sull'accelerazione

dell'espansione dell'universo. Insegna alla Johns Hopkins University e

lavora come astrofisico allo Space Telescope Science Institute.

Dan Scolnic è ricercatore al The Kavli Institute For Cosmological Physics

dell'Università di Chicago. Ha preso parte a diverse ricerche sulla mappatura

celeste e in particolare delle supernove.

(La versione originale di questo articolo è apparsa su www.scientificamerican.com il 26 ottobre 2016. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati)