Un articolo accettato per la pubblicazione sulla rivista “Physical Review Letters” descrive una ricerca sulla distribuzione della materia nell’universo effettuata in un modo diverso dal solito. Un team internazionale di ricercatori ha studiato i vuoti cosmici come se fossero i negativi fotografici da cui ricavare informazioni sulla materia ordinaria, sulla materia oscura e sull’energia oscura.
I vuoti cosmici sono aree di spazio dove la materia è quasi del tutto assente, nell’ordine di un atomo per metro cubo. Alcuni vuoti particolarmente estesi vengono chiamati supervuoti e possono avere lunghezze di molte decine di milioni di anni luce. Questi vuoti separano i grandi filamenti di galassie che hanno cominciato a formarsi nel giovane universo quando la sua temperatura è scesa abbastanza da permettere la formazione degli atomi e le perturbazioni di densità presenti a causa della forza di gravità hanno cominciato a farli raggruppare.
I nostri strumenti sono in grado di osservare una parte della materia ordinaria che forma le galassie, che viene utilizzata anche per tracciare l’espansione dei vuoti cosmici con misure che servono anche per effettuare test della relatività generale. In questa ricerca, l’attenzione è stata focalizzata proprio su questi vuoti, un approccio che Paul Sutter, co-autore dell’articolo, ricercatore alla Ohio State University e associato INAF all’Osservatorio Astronomico di Trieste, ha paragonato alla ricerca di informazioni sull’emmental attraverso lo studio delle sue cavità.
Eventuali fenomeni in contraddizione con la relatività generale potrebbero generare effetti troppo piccoli rispetto alla grande attività in corso nelle galassie perciò può essere più facile trovarli nei vuoti cosmici. In questo caso, Paul Sutter ha paragonato la ricerca all’individuazione di una lucciola in un campo di grano buio o in una città illuminata e piena di vita notturna.
Paul Sutter ha anche spiegato che nei vuoti cosmici è quasi assente la materia ordinaria ma c’è molta energia oscura. Si tratta della forza che sta determinando l’accelerazione dell’espansione dell’universo. È ancora misteriosa perché ne vediamo gli effetti, contrari a quelli che ci aspetteremmo dato che si pensava che l’espansione stesse rallentando a causa della forza di gravità, ma sostanzialmente non sappiamo nulla sulla sua natura.
Per indagare sui vuoti cosmici, i ricercatori hanno effettuato simulazioni al computer e le hanno confrontate con parti di dati presi dalla Digital Sky Survey, un’indagine che ha creato le migliori mappe tridimensionali dell’universo mai prodotte. La precisione ottenuta dalle simulazioni ha mostrato un miglioramento di quattro volte nella precisione dei modelli di densità di materia e crescita della struttura cosmologica rispetto a studi precedenti.
Gli scienziati hanno cercato piccole deviazioni nel comportamento dei vuoti che andassero in conflitto con la teoria della relatività ma non ne hanno trovata nessuna. Le analisi e i modelli sono stati messi on line su un apposito sito web per permettere a chiunque sia interessato a esaminarli e usarli per ricerche future. Quest’interessante approccio alla ricerca che parte da un punto di vista per certi versi opposto al normale potrebbe stimolare altri studi utili.
