Gli scienziati hanno raggiunto un livello di chiarezza senza precedenti nella mappatura dell’espansione dell’universo e nello studio dell’energia oscura, la forza enigmatica che accelera questa espansione. La svolta arriva dall’analisi di sei anni di dati raccolti dalla Dark Energy Camera (DECam) sul telescopio da 4 metri della National Science Foundation statunitense Víctor M. Blanco. Ciò segna la prima volta che quattro metodi indipendenti di studio dell’energia oscura vengono combinati, raddoppiando la precisione delle misurazioni precedenti.
I dati dietro la scoperta
L’analisi comprende 758 notti di osservazioni che coprono un ottavo del cielo, condotte tra il 2013 e il 2019 dalla Dark Energy Survey (DES) Collaboration. La DECCam da 570 megapixel ha catturato dati da ben 669 milioni di galassie, distanti alcuni miliardi di anni luce. Questa scala è cruciale perché comprendere l’energia oscura richiede l’osservazione dell’universo su scala più ampia possibile: gli effetti sono sottili e diventano evidenti solo quando si esaminano le grandi distanze cosmiche.
Perché l’energia oscura è importante
L’esistenza dell’energia oscura fu accennata per la prima volta nel 1998, quando gli astronomi osservarono che le supernove lontane si stavano allontanando più velocemente del previsto. Ciò significa non solo che l’universo si sta espandendo, come Edwin Hubble aveva scoperto decenni prima, ma che la sua espansione sta accelerando. L’energia oscura ora rappresenta circa il 68% dell’energia e della materia totale dell’universo, ma la sua natura rimane sconosciuta.
Anche la tempistica del dominio dell’energia oscura è fondamentale: ha iniziato a sopraffare la gravità solo tra 3 e 7 miliardi di anni fa. Ciò suggerisce che l’evoluzione dell’universo non è un processo semplice e lineare, ma comprende fasi in cui prevalgono forze diverse.
Quattro modi per studiare l’invisibile
L’analisi DES ha combinato in modo univoco quattro metodi per sondare l’energia oscura:
- Supernova di tipo Ia: lo strumento di scoperta originale, ancora vitale per misurare le distanze nel cosmo.
- Lente gravitazionale debole: La sottile flessione della luce mentre passa davanti a oggetti massicci, rivelando la distribuzione della materia oscura e dell’energia oscura.
- Clustering di galassie: il modo in cui le galassie si raggruppano fornisce indizi sulla struttura cosmica sottostante influenzata dall’energia oscura.
- Oscillazioni acustiche barioniche (BAO): Increspature dell’universo primordiale conservate come fluttuazioni di densità, che agiscono come un righello cosmico per misurare l’espansione.
Effettuando un controllo incrociato di questi quattro metodi indipendenti, il team DES ha notevolmente rafforzato la fiducia nei propri risultati.
Discrepanze impreviste
I dati DES si allineano sia con il modello cosmologico standard (Lambda Cold Dark Matter – LCDM) sia con un modello più flessibile che consente all’energia oscura di evolversi nel tempo (wCDM). Tuttavia, l’analisi ha rivelato una discrepanza tra il clustering delle galassie osservato e le previsioni di entrambi i modelli.
Le galassie moderne sembrano raggrupparsi in modo diverso da quanto previsto sulla base delle misurazioni dell’universo primordiale, suggerendo che gli attuali modelli cosmologici potrebbero essere incompleti. Questa discrepanza, sebbene sottile, diventa più pronunciata con ogni nuova osservazione.
Il futuro della ricerca sull’energia oscura
Il prossimo passo prevede la combinazione dei dati DECam con le osservazioni del Legacy Survey of Space and Time (LSST) dell’Osservatorio Vera C. Rubin, che catalogherà circa 20 miliardi di galassie. Ciò fornirà una visione ancora più completa della storia dell’universo e del comportamento dell’energia oscura.
“Il DES ha apportato trasformazioni e l’Osservatorio Vera C. Rubin ci porterà ancora più lontano”, afferma Chris Davis della National Science Foundation. La portata senza precedenti dell’Osservatorio Rubin promette di mettere alla prova la nostra comprensione della gravità e sbloccare nuove intuizioni sulla vera natura dell’energia oscura.
L’universo rimane pieno di misteri, ma queste scoperte ci avvicinano più che mai allo svelamento dei segreti della sua espansione accelerata.
