Un team di astrofisici guidati dal Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha avanzato una teoria finora inedita: la presenza di una forza misteriosa che potrebbe risolvere due delle più grandi incognite della cosmologia e colmare alcune importanti lacune nella nostra comprensione di come si è evoluto l’universo primordiale.
Soluzione di due enigmi?
Questa forza enigmatica potrebbe risolvere la questione della “tensione di Hubble” e il problema delle sconcertanti osservazioni di numerose galassie primordiali e luminose che esistevano in un’epoca in cui l’universo primordiale avrebbe dovuto essere molto meno popolato.
I fisici ipotizzano che l’espansione dell’universo attuale sia guidata da una forma sconosciuta di energia che chiamano “energia oscura “. Allo stesso modo, credono che, nei primi istanti dell’espansione dell’universo, sia agito un ipotetico fenomeno simile chiamato ‘energia oscura primitiva o primitiva‘ , che, dopo una breve apparizione, ha finito per scomparire del tutto.
“Abbiamo due enigmi che si uniscono“, afferma Rohan Naidu, postdoc al MIT e partecipante allo studio. ” Abbiamo scoperto – ha sottolineato – in effetti, l’energia oscura primitiva è una soluzione molto elegante e dispersa a due dei problemi più urgenti della cosmologia“.
Soluzione alla questione della “tensione di Hubble”
Alcuni fisici hanno proposto che l’energia oscura primordiale fosse una sorta di forza antigravitazionale in grado di contrastare l’attrazione della gravità verso l’interno e accelerare l’espansione iniziale dell’universo. Gli esperti sospettano, inoltre, che questa forza potrebbe essere la chiave per risolvere lo stress di Hubble, la discrepanza nelle misurazioni del tasso di espansione dell’universo, poiché avrebbe potuto accelerare l’espansione iniziale dell’universo in una misura tale da risolvere tale discrepanza.
Per i ricercatori del MIT questa forza potrebbe anche spiegare il numero sconcertante di galassie luminose che gli astronomi hanno osservato nell’universo primordiale.
L’esperimento
Il team ha modellato la formazione delle galassie nelle prime centinaia di milioni di anni dell’universo e ha scoperto che l’aggiunta di una componente di energia oscura, proprio in quel primo lasso di tempo, ha fatto sì che il numero di galassie emerse dall’ambiente primordiale coincidesse con quello le osservazioni degli astronomi.
Soluzione alla questione delle galassie luminose
Il James Webb Space Telescope (JWST) della NASA ha scoperto un numero sorprendente di galassie luminose, grandi quanto la moderna Via Lattea, che hanno avuto origine nei primi 500 milioni di anni dell’universo, quando era solo il 3% più grande della nostra età attuale. Tuttavia, secondo i modelli cosmologici e di formazione delle galassie, ci sarebbero voluti miliardi di anni perché il gas primordiale si fondesse e formasse galassie grandi e luminose come la Via Lattea.
“Le galassie luminose osservate da JWST sarebbero come vedere un ammasso di luci intorno alle grandi città, mentre la teoria prevede qualcosa di simile alla luce che si verifica intorno ad ambienti più rurali come il Parco Nazionale di Yellowstone”, paragona l’autore principale dello studio, Xuejian Shen. “E non ci aspettiamo quella luminosità svilupparsi in un periodo così breve”, dice. Il nuovo studio è stato pubblicato venerdì scorso su Monthly Notice della Royal Astronomical Society.
Nella loro ricerca, i fisici si sono concentrati sulla formazione degli aloni di materia oscura, regioni dello spazio dove la gravità risulta essere più forte e dove la materia comincia ad accumularsi. “Crediamo che gli aloni di materia oscura siano lo scheletro invisibile dell’universo“, spiega Shen. “Prima si formano le strutture di materia oscura, e poi le galassie si formano all’interno di queste strutture – ha aggiunto – pertanto, ci aspettiamo che il numero di galassie luminose sarà proporzionale al numero di grandi aloni di materia oscura”.
Gli autori dello studio hanno scoperto che la struttura scheletrica dell’universo primordiale è alterata in modo sottile con l’inclusione dell’energia oscura primordiale nel modello. “L’ampiezza delle fluttuazioni aumenta e si ottengono aloni più grandi e galassie più luminose di quelle che esistevano in tempi precedenti, più che nei nostri modelli più convenzionali “, ha concluso Naidu.
Fonte:
https://news.mit.edu/2024/study-early-dark-energy-could-resolve-cosmologys-two-biggest-puzzles-0913
