Internazionale
Lisa Grossman, New Scientist, Gran Bretagna
A ottobre tre cosmologi hanno ricevuto
il Nobel per aver scoperto
che l’espansione dell’universo
sta accelerando. Eppure la
forza che sembra esserne responsabile –
l’energia oscura – rimane ancora misteriosa.
Per misurare quest’accelerazione cosmica,
un’équipe di ricerca danese ha proposto
un nuovo metodo che permette di
guardare più lontano ed esplorare così l’universo
primordiale, alla ricerca della chiave
per capire l’energia oscura.
I cosmologi sondano gli albori dell’universo
osservando oggetti distanti. Poiché la
velocità della luce è costante, gli eventi più
indietro nel tempo sono quelli più lontani. Il
vantaggio del nuovo metodo, che sfrutta i
dischi galattici intorno ai buchi neri, è che
dovrebbe riuscire ad arrivare più lontano di
qualunque altro. In teoria misurare le distanze
cosmiche è semplice: quando sono
più lontani, gli oggetti sono meno distinti,
quindi dal confronto tra la luminosità apparente
e quella reale di una stella si dovrebbe
ricavarne la distanza. Il guaio è che non c’è
modo di conoscere la luminosità intrinseca
della maggior parte delle stelle e delle galassie,
quindi nemmeno di capirne la distanza
reale. Ecco perché, per ricavarne la
distanza, gli astronomi usano come riferimenti
le “candele standard”, corpi dalla
luminosità nota.
Le ipotesi da verificare
I premi Nobel hanno usato le supernove di
Tipo Ia, esplosioni stellari che sembrano
avere tutte la stessa luminosità intrinseca.
Confrontando le supernove di diversa luminosità
apparente – e perciò a diverse distanze
– è stato calcolato che di recente
l’espansione dell’universo è stata più rapida
che nel lontano passato.
Poiché si pensava che con il tempo la
gravità avesse rallentato l’espansione, la
scoperta è stata una sorpresa. La risposta
dei teorici è stata l’energia oscura, una forza
repulsiva che allontana lo spazio-tempo.
Quest’energia è costante o cambia nel tempo?
La risposta potrebbe essere la chiave
per capirne la vera natura, ma è rimasta
inafferrabile anche perché le supernove sono
rare, imprevedibili e svaniscono in fretta.
Finora hanno permesso agli astronomi
di risalire solo ino a circa 9,6 miliardi di anni
fa, sette decimi dell’età dell’universo.
Un team coordinato da Darach Watson
dell’università di Copenaghen propone
un’alternativa che consentirà agli astronomi
di risalire più indietro nel tempo: i fari
luminosi generati dai buchi neri supermassicci
nel cuore di galassie lontane.
Alcuni buchi neri che si trovano nei nuclei
galattici riuniscono intorno a loro enormi
dischi di gas, che risplendono di calor
bianco mentre vengono divorati. Questi
nuclei galattici attivi (Agn) possono diffondere
nella galassia dell’energia, che ionizza
le nubi gassose orbitanti intorno ai dischi.
Più un Agn è luminoso, più è ampia la sua
estensione, e più distanti possono essere le
nubi ionizzate. I ricercatori hanno capito
che riuscendo a misurare la distanza tra
l’Agn e il gas ionizzato, anche se si può fare
solo indirettamente, si può calcolare la luminosità
assoluta del nucleo e, in questo
modo, misurarne la luminosità apparente e
ricavare la distanza dalla Terra.
Hanno usato questo metodo per calcolare
le distanze tra la Terra e 38 Agn, distanze
in alcuni casi già misurate in altri modi, e
hanno visto che la tecnica funziona piuttosto
bene, anche se la misurazione con le
supernove resta più accurata. Ma gli Agn
hanno altri vantaggi e un giorno potrebbero
fornire misure molto più precise.
Sbirciare in epoche in cui l’universo era
molto più giovane può contribuire a stabilire
se l’energia oscura è cambiata nel tempo,
il che potrebbe darci più di un indizio per
capire cos’è. In base a una teoria, la quantità
di energia repulsiva in ogni volume unitario
di spazio resta identica nel tempo. Mentre
l’universo si espande si crea più spazio, che
ne accelera l’espansione. Questo coincide
con l’ipotesi della costante cosmologica di
Einstein e con le misurazioni delle supernove.
Un modello alternativo, però, suggerisce
che la forza repulsiva è un campo mutevole
chiamato quintessenza: in alcune versioni
il campo può diventare dormiente e
quindi comportarsi come la costante cosmologica,
ma solo nel passato recente.
Secondo un’altra teoria, l’energia oscura
non è un’altra forza, ma è la gravità che si
comporta in modo strano. Lo studio
dell’energia oscura sulle lunghe distanze
metterebbe alla prova queste ipotesi.