Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” offre una soluzione a due dei maggiori problemi attualmente esistenti nel campo della cosmologia. Prabhakar Tiwari, Rahul Kothari e Pankaj Jain propongono i cosiddetti modi che superano l’orizzonte (in inglese superhorizon modes): modi nel senso di componenti cosmiche e l’orizzonte è quello dell’universo osservabile. I ricercatori ritengono che possano spiegare perché l’universo ci appare non del tutto omogeneo e la cosiddetta tensione derivante da valori della velocità di espansione dell’universo troppo diversi derivanti da diversi metodi per calcolarli.
Secondo il principio cosmologico, l’universo è omogeneo e isotropo. In termini molto semplici, ciò significa che ha le stesse caratteristiche in ogni sua parte e in ogni direzione. Tuttavia, mappe della radiazione cosmica di fondo, con le più recenti ottenute grazie alla sonda spaziale Planck Surveyor, mostrano una situazione di anisotropia, in cui ci sono asimmetrie, evidenziate da linee bianche nell’immagine in alto (ESA e la collaborazione Planck). La lunga linea che attraversa la mappa viene chiamata asse del diavolo o asse del male (Axis of evil) per la difficoltà a spiegare quell’anomalia. Il cerchio è la cosiddetta macchia fredda nella radiazione cosmica di fondo, un’area cosmica che appare più fredda rispetto al resto dell’universo.
Un altro grande problema cosmologico è nella misurazione della cosiddetta costante di Hubble com’è chiamata la velocità di espansione dell’universo. Nel corso degli anni, il suo valore è stato calcolato usando diversi metodi basati su diversi oggetti, dalle supernove ai quasar. I risultati ottenuti sono diversi e incompatibili anche tenendo conto dei margini di errore causando quella che viene definita una tensione nel campo della cosmologia.
Secondo gli autori di questo nuovo studio, il problema è causato dall’esistenza di perturbazioni dai tempi lentissimi che hanno una lunghezza d’onda superiore alle dimensioni dell’universo osservabile. L’immagine in basso (Cortesia Prabhakar Tiwari) mostra uno schema di quel tipo di perturbazione, indicata alla linea che attraversa un’area che rappresenta l’universo osservabile.
Una perturbazione di quel genere potrebbe creare come effetto una distorsione che noi percepiremmo come una violazione del principio cosmologico. Anche le differenze nei valori della costante di Hubble potrebbero essere la conseguenza di perturbazioni di quella scala e causano una certa alterazione nello spostamento verso il rosso, la chiave per la misurazione della distanza degli oggetti cosmici. Ciò spiegherebbe la ragione delle differenze tra i valori misurati osservando oggetti nell’universo vicino e oggetti nell’universo lontano o l’universo primordiale.
Diverse soluzioni sono state proposte nel corso del tempo per risolvere questi problemi cosmologici introducendo possibili distorsioni nelle nostre osservazioni con la necessità di ricalibrarle. In questo caso, la soluzione risolve due grossi problemi in un colpo solo. Ciò non significa che sia la soluzione corretta ma secondo i ricercatori può offrire una vasta gamma di previsioni cosmologiche che possono essere testate nel futuro. Ciò è fondamentale perché un modello può essere elegante e in teoria può risolvere grossi problemi scientifici ma la scienza richiede verifiche.
Ora gli autori di questo studio e altri ricercatori potranno cercare modi per verificare l’esistenza delle perturbazioni predette da questo studio. Fra qualche mese, il telescopio spaziale James Webb dovrebbe finalmente cominciare la sua missione scientifica offrendo osservazioni che porteranno nuovi progressi nella ricerca cosmologica. Ciò includerà la verifica di vari modelli cosmologici e anche quello riguardante i modi che superano l’orizzonte potrebbe essere incluso.
