Universo in accelerazione

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L'universo in accelerazione descrive l'osservazione che il nostro Universo è in una fase di espansione accelerata, ovvero che la velocità con cui esso si sta espandendo sta aumentando.

Questo sorprendente risultato è stato ottenuto nel 1998 da Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt e Adam Riess sulla base di osservazioni di supernove di tipo Ia in galassie lontane[1][2]. Per tali studi ai tre scienziati fu assegnato il premio Nobel per la fisica nel 2011.

Evidenze sperimentali[modifica | modifica wikitesto]

Le supernove di tipo Ia sono oggetti molto luminosi, tanto da diventare luminose quanto tutta la galassia a cui appartengono. Sono inoltre caratterizzate da ben definite curve di luminosità e spettro. Queste caratteristiche fanno sì che possano essere utilizzate come candele standard e permettano una misura precisa della loro distanza. Questa, insieme con la misura dello spostamento verso il rosso, ha permesso di misurare la velocità di espansione in corrispondenza a diverse distanze spazio-temporali ed evidenziare così l'accelerazione dell'espansione.[3][4] Le osservazioni del 1998 sono state ripetute e confermate.[5][6] Inoltre l'evidenza di un universo in espansione è stata corroborata da altre misure indipendenti come quelle basate sul clustering di galassie e sull'osservazione dell'anisotropia della radiazione cosmica di fondo.[7]

Implicazioni[modifica | modifica wikitesto]

L'Universo accelerante implica che la velocità a cui una galassia si allontana dalle altre aumenta nel tempo. Se l'accelerazione dovesse continuare le galassie si allontaneranno le une dalle altre in modo tale che il loro spostamento verso il rosso sarà così grande da rendere difficile la loro osservazione e l'universo apparirà oscuro. In scenari più spinti, il risultato finale sarà il disgregamento di tutta la materia nell'Universo. La nuova teoria della fine dell'Universo è stata chiamata il Big Rip (Grande Strappo).

Modelli cosmologici che tentano una spiegazione[modifica | modifica wikitesto]

Il modello dell'energia oscura[modifica | modifica wikitesto]

L'osservata accelerazione implica che l'universo potrebbe essere costituito per un 75% di energia non osservata direttamente, chiamata energia oscura, distribuita omogeneamente nell'universo. I modelli cosmologici che tentano una spiegazione dell'accelerazione si differenziano sulle ipotesi che fanno per le candidate a questa energia oscura: dal modello a costante cosmologica diversa da zero (che può aver causato anche l'inflazione cosmica), al modello della quintessenza, ad altri. Le ultime osservazioni WMAP tendono a favorire il modello basato su una costante cosmologica positiva.

L'osservazione di un universo in accelerazione pone grossi problemi alla teoria della civiltà eterna di Dyson. Questa teoria si basa su un universo in decelerazione, che per molti anni è stato il modello dominante in cosmologia perché, in assenza di evidenze osservative per l'esistenza di energia oscura, si pensava che la forza di gravità della materia presente nell'Universo avrebbe agito per rallentare l'espansione.

Il modello del tempo che rallenta[modifica | modifica wikitesto]

Secondo i professori José Senovilla, Marc Mars e Raül Vera dell'Università di Bilbao e dell'Università di Salamanca, Spagna, una differente spiegazione potrebbe essere data assumendo l'ipotesi che il tempo stia rallentando, e che un domani potrebbe fermarsi del tutto. Se il tempo rallenta, essi affermano, è possibile spiegare lo spostamento verso il rosso soltanto con questa ipotesi, senza dover supporre l'esistenza di una energia oscura che sinora non è mai stata misurata direttamente, e senza scontrarsi con la difficoltà di dover risolvere il paradosso di una velocità di espansione che aumenterebbe indefinitamente. L'universo starebbe quindi sì espandendosi, ma nient'affatto accelerando: "Noi non diciamo che l'universo non stia espandendosi, ma che potrebbe essere un'illusione che stia accelerando". La teoria proposta rientra come variante particolare della teoria delle superstringhe, nella quale si immagina il nostro universo confinato su una membrana fluttuante in uno spazio a più dimensioni. Gary Gibbons, cosmologo presso l'Università di Cambridge ha commentato che l'ipotesi è degna di attenzione: "Noi pensiamo che il tempo sia emerso all'epoca del Big Bang, e se è emerso può anche scomparire."[8]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Goldhaber, G and Perlmutter, S, A study of 42 type Ia supernovae and a resulting measurement of Omega(M) and Omega(Lambda), Physics Reports-Review section of Physics Letters, 307 (1-4): 325-331, Dec. 1998.
  2. ^ Garnavich PM, Kirshner RP, Challis P, et al. Constraints on cosmological models from Hubble Space Telescope observations of high-z supernovae, Astrophysical Journal, 493 (2): L53+ Part 2, Feb. 1 1998.
  3. ^ S. Perlmutter, Measurements of Omega and Lambda from 42 high redshift supernovae in Astrophysical Journal, vol. 517, nº 2, 1999, pp. 565–86, arXiv:astro-ph/9812133, DOI:10.1086/307221.
  4. ^ A. G. Riess, Observational evidence from supernovae for an accelerating Universe and a cosmological constant in Astronomical Journal, vol. 116, nº 3, 1998, pp. 1009–38, arXiv:astro-ph/9805201, DOI:10.1086/300499.
  5. ^ B. Leibundgut, J. Sollerman, A cosmological surprise: the universe accelerates in Europhysics News, vol. 32, nº 4, 2001. URL consultato il 1º febbraio 2007.
  6. ^ Confirmation of the accelerated expansion of the Universe, Centre National de la Recherche Scientifique, 19 settembre 2003. URL consultato il 3 novembre 2006.
  7. ^ [astro-ph/0604051v2] Robust Dark Energy Constraints from Supernovae, Galaxy Clustering, and Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations
  8. ^ Lo studio è stato pubblicato su Physical Review, cfr.: "Dark Energy" --Does the Mysterious Anti-Gravitational Force Really Exist?, in dailygalaxy.com, 16 giugno 2012.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]