Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descrive la creazione di una mappa della rete di filamenti che collega la materia dell’universo. Un team di ricercatori ha analizzato i dati raccolti nel corso di precedenti indagini per trovare gli effetti gravitazionali che rivelano le forme di quei filamenti. Le piccole distorsioni gravitazionali suggeriscono che la loro lunghezza sia di centinaia di milioni di anni luce e che siano fatti di materia oscura.

La ragnatela cosmica è una struttura a vasta scala della materia dell’universo che include la materia oscura, ancora un concetto teorico perché la sua esistenza non è ancora stata provata ed esistono modelli alternativi che non ne prevedono l’esistenza. Tuttavia, i filamenti che formano quella ragnatela cosmica potrebbero essere composti proprio di materia oscura perciò il loro studio rappresenta un banco di prova per i vari modelli esistenti.

La materia oscura non viene studiata direttamente bensì attraverso i suoi effetti gravitazionali e ciò è vero anche per quanto riguarda i filamenti in questo studio. Shirley Ho del Berkeley Lab e della Carnegie Mellon University, che ha diretto questo studio, ha paragonato la strategia del suo team nella ricerca dei filamenti a quelle di Google e Yahoo nel riconoscimento delle immagini per riconoscere i nomi delle strade sui cartelli stradali o per trovare gatti nelle fotografie.

Tra i dati utilizzati ci sono quelli del Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), che ha interessato circa un milione e mezzo di galassie studiate per ottenere informazioni sull’espansione dell’universo e sulla distribuzione di materia. Tra i risultati c’è un catalogo di probabili strutture filamentose che connettono ammassi di materia che è stato usato dai ricercatori per il loro studio.

Altre misurazioni usate sono quelle della radiazione cosmica di fondo. I ricercatori si sono concentrati sulle sue anisotropie, cioè sulle fluttuazioni regolari che sono state mappate in precedenti indagini. Sofisticati algoritmi sono stati usati per cercare i segni dei filamenti in distorsioni gravitazionali causati da quelle che vengono chiamate lenti gravitazionali, in questo caso deboli.

L’immagine in basso (cortesia Siyu He, Shadab Alam, Wei Chen, and Planck/ESA. Tutti i diritti riservati) mostra la traiettoria della radiazione cosmica di fondo modificata dalla forza di gravità dei filamenti. Quelle emissioni elettromagnetiche sono state catturate dal satellite Planck Surveyor dell’ESA per creare una mappa globale presentata nel marzo 2013. I dati raccolti sono disponibili per ricerche di vario tipo compresa questa sui filamenti.

La mappa dei filamenti creata mettendo assieme tutti i dati e applicando vari modelli e teorie ne mostra l’evoluzione nel corso del tempo. L’immagine in alto (cortesia Yen-Chi Chen and Shirley Ho. Tutti i diritti riservati) mostra due momenti: a sinistra la ragnatela 12,3 miliardi di anni fa e a destra 7,4 miliardi di anni fa.

Questa mappa potrà aiutare ricerche cosmologiche di vario tipo oltre a quelle che riguardano specificamente i filamenti. Potrà aiutare alcuni test della teoria della relatività, le ricerche sulla materia oscura e sui possibili modelli alternativi e forse anche fornire indizi sulla natura dell’energia oscura, un altro concetto che per il momento è puramente teorico.