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    Da una misura cosmica nuovi limiti all'energia oscura

    La recente misurazione di una scala delle distanze cosmiche, ottenuta con una precisione senza precedenti, ha aperto la strada a una migliore verifica delle conoscenze attuali sull'energia oscura, la misteriosa entità che determina l'accelerazione dell'espansione dell'universo e la cui natura è ancora un enigma per i cosmologi
    di Clara Moskowitz


    Circa 490 milioni di anni luce: è questa la distanza tra due galassie più ricorrente nell'universo, secondo la misurazione più precisa mai effettuata di questa cruciale scala di lunghezza cosmica. Usando questa scala, i ricercatori hanno calcolato le distanze astronomiche con un livello d'incertezza pari all'1 per cento, un valore minimo da record, in una misurazione che aiuta a chiarire che cosa c'è dietro la misteriosa energia oscura che causa l'accelerazione dell'espansione dell'universo.


    La separazione di 150 megaparsec, pari a circa 490 milioni di anni luce, è un artefatto dei processi seguiti alla nascita dell'universo: nella materia primordiale si sono formate minuscole “increspature” che hanno determinato l'addensamento del materiale in alcuni punti: i “semi” da cui si sono formate le galassie. Quando l'universo era giovane e molto caldo, questi punti ultradensi non hanno potuto compensare la loro stessa pressione, e hanno emesso nello spazio onde sonore che si sono propagate fino a che l'universo non si è raffreddato e si sono formati gli atomi neutri.


    “In pratica, ognuna di queste regioni dell'universo ha prodotto un'onda sonora che ha percorso una distanza che attualmente è di 150 megaparsec”, spiega Daniel Eisenstein dell'Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics. E dove si sono fermate, queste onde sonore hanno comunicato alla materia presente un impulso che ha reso ancora più probabile la formazione di un seme di galassia. Eisenstein, direttore della Sloan Digital Sky Survey (SDSS) III, la campagna di osservazioni che ha raccolto i dati usati per la misurazione, ha presentato i risultati al 223° convegno dell'American Astronomical Society.




    Queste increspature periodiche nella diffusione delle galassie in tutto lo spazio sono chiamate oscillazioni acustiche barioniche, e hanno profonde implicazioni per la comprensione dell'evoluzione dell'universo. Usando queste oscillazioni, gli astronomi possono confrontare la separazione attuale delle galassie con la dimensione di queste increspature poco dopo la nascita dell'universo per cercare di capire in che modo lo spazio si sia “stirato” nel corso del tempo. “Ci permettono di ricostruire in modo molto accurato la storia dell'espansione dell'universo”, spiega Eisenstein. Una conseguenza diretta di questa ricostruzione è la possibilità di porre un limite alle proprietà dell'energia oscura che determina l'accelerazione dell'espansione.


    La nuova misurazione viene dal progetto BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), che ha usato mappe della posizione di 1,2 milioni di galassie catturate dall'SDSS-III. Le oscillazioni acustiche barioniche furono misurate per la prima volta nel 2005 da gruppi dell'SDSS e di un altro progetto chiamato 2dF Galaxy Redshift Survey. “Le misurazioni originali erano semplici rilevazioni”, spiega Matthew Colless dell'Australian National University, che ha guidato l'esperimento 2dF. “Gli ultimi risultati di BOSS possono essere considerati una 'cosmologia di precisione'”.


    Colless ora sta lavorando a due esperimenti, il 6dF Galaxy Survey e il WiggleZ Dark Energy Survey, che misurano le oscillazioni acustiche barioniche alle distanze più vicine e più lontane, rispettivamente, di quelle raggiunte da SDSS-III. Nell'intervallo coperto, però, SDSS-III ha una precisione significativamente maggiore. “È certamente un risultato impressionante e fornisce una delle pietre angolari su cui basare l'attuale cosmologia”, spiega uno dei coautori della scoperta dell'energia oscura, Adam Riess, che non era coinvolto in BOSS. “Queste misurazioni sono molto difficili da effettuare e l'energia oscura è molto misteriosa, ma stiamo lavorando alacremente per cercare di comprenderla”.


    Due dei più grandi misteri irrisolti della fisica riguardano la natura dell'energia oscura e il fatto che possa variare, o meno, nel tempo. Se si trattasse di una proprietà statica, sarebbe simile per molti aspetti alla “costante cosmologica” introdotta da Albert Einstein quando formulò le sue equazioni della relatività generale.


    Originariamente, Einstein aggiunse il termine costante per far sì che le sue equazioni prevedessero un universo statico, ma scartò questo concetto una volta emerse le prove del fatto che in realtà il cosmo è in espansione. Tuttavia, negli anni novanta, gli scienziati hanno recuperato l'idea di Einstein quando hanno scoperto l'energia oscura.


    L'ultima misurazione dell'oscillazione acustica barionica è in ottimo accordo con le previsioni basate sulla costante cosmologica. “I dati attuali sono coerenti con la costante cosmologica, ma migliorando la precisione si potrà verificare ulteriormente questa corrispondenza”, spiega Eisenstein. Anche se l'energia oscura fosse effettivamente una costante cosmologica, gli scienziati non sarebbero affatto più vicini a sapere perché esiste.


    Alcuni ricercatori sperano che da misurazioni come queste possano saltar fuori minime deviazioni dal modello della costante cosmologica, indicando la via per arrivare a una più profonda spiegazione dell'energia oscura. “Il problema vero è che non abbiamo la minima idea di quale possa essere l'entità di queste deviazioni”, conclude Ress.


    Articolo originale QUI.

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