La natura dinamica dell’energia oscura è stata rivelata attraverso la ricerca utilizzando i dati DESI, supportando il modello quintom-B e suggerendo una costante cosmologica non statica. Il Professor Yi-Fu Cai del Dipartimento di Astronomia dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha guidato un team di ricerca che ha sfruttato gli ultimi dati sull’oscillazione acustica dei barioni (BAO) dallo Spettrometro per l’Energia Oscura (DESI) insieme a dati osservativi precedenti. Questo approccio ha permesso di ricostruire l’evoluzione di fondo dell’universo nel contesto dell’energia oscura dinamica utilizzando il metodo di ricostruzione gaussiana.
Il parametro dell’equazione di stato dell’energia oscura ricostruita ha mostrato il comportamento dinamico del quintom-B, che può essere realizzato attraverso la teoria della gravità modificata. Questo studio, recentemente pubblicato sulla rivista Science Bulletin, ha contribuito significativamente alla nostra comprensione dell’espansione accelerata dell’universo nelle sue fasi successive.
Nel 1998, le osservazioni delle supernovae di Tipo Ia distanti hanno rivelato l’esistenza dell’energia oscura, che ha guidato l’espansione accelerata dell’universo e completato il Modello standard attuale della cosmologia. Secondo questo modello, la materia visibile costituisce solo il 5% dell’energia totale dell’universo, mentre la materia oscura rappresenta il 27% e l’energia oscura il restante 68%. La natura fisica e le caratteristiche dinamiche dell’energia oscura rimangono uno dei principali enigmi della fisica e sono al centro degli obiettivi scientifici del progetto DESI.
Nel 2024, il team del DESI ha pubblicato i risultati del suo primo anno di osservazioni, creando la mappa tridimensionale più grande dell’universo con misurazioni estremamente accurate. Queste misurazioni hanno permesso di studiare la storia dell’espansione tardiva dell’universo con un’accuratezza superiore al 1%, offrendo un nuovo modo per esplorare l’evoluzione dell’universo. I risultati osservativi hanno suggerito che l’energia oscura, responsabile dell’accelerazione tardiva dell’universo, potrebbe avere una natura dinamica anziché essere una costante cosmologica statica.
Basandosi sui dati più recenti del DESI, il presente studio ha ricostruito l’evoluzione del parametro dell’equazione di stato dell’energia oscura nel tempo utilizzando il metodo del processo gaussiano. Questa analisi ha supportato il modello di energia oscura quintom, in particolare Quintom-B, proposto dal team di ricerca di Zhang Xinmin nel 2004. L’evoluzione del parametro dell’equazione di stato dell’energia oscura attraversa -1 durante l’espansione dell’universo, passando dal regime fantasma al regime quintessenza.
Per esplorare ulteriormente le implicazioni teoriche di questa dinamica, lo studio ha considerato tre diverse teorie di gravità modificata, come le teorie f(R), f(T) e f(Q), confrontandole con i dati DESI recenti e ricostruendo l’azione gravitazionale. I risultati hanno indicato che alcune gravità modificate possono mostrare la dinamica quintom e adattarsi efficacemente ai dati DESI, con una leggera preferenza per la deviazione quadratica dal modello LCDM.
Pur rimanendo un mistero, i dati più recenti del DESI suggeriscono che l’energia oscura potrebbe non essere una costante cosmologica convenzionale, sottolineando l’importanza di studiarne le caratteristiche dinamiche da diverse prospettive fenomenologiche e teoriche. Si auspica che questo studio possa incentivare la partecipazione di giovani ricercatori nello studio di questo fondamentale problema in futuro.
Riferimento: Cosmologia quintom e gravità modificata dopo DESI 2024 di Yuhang Yang, Xin Ren, Qingqing Wang, Zhiyu Lu, Dongdong Zhang, Yi-Fu Cai ed Emmanuel N. Saridakis, 17 luglio 2024, Science Bulletin. DOI: 10.1016/j.scib.2024.07.029
