Non esiste una misteriosa forza ‘oscura’ che accelera l’espansione dell’Universo. La verità potrebbe essere molto più strana: bolle di spazio in cui il tempo scorre a ritmi drasticamente diversi. Il passaggio del tempo non è così costante come la nostra esperienza suggerisce. Aree di maggiore gravità vivono un ritmo più lento del tempo rispetto alle aree in cui la gravità è più debole, un fatto che potrebbe avere importanti implicazioni su come confrontiamo i tassi di espansione cosmica secondo un modello recentemente sviluppato chiamato cosmologia del paesaggio temporale.
Le discrepanze nel modo in cui il tempo passa in diverse regioni dell’Universo potrebbero sommarsi a miliardi di anni, dando a alcuni luoghi più tempo per espandersi rispetto ad altri. Quando guardiamo oggetti lontani attraverso queste bolle di distorsione temporale, potrebbe crearsi l’illusione che l’espansione dell’Universo stia accelerando.
Due nuovi studi hanno analizzato più di 1.500 supernovae per indagare quanto possa essere probabile il concetto e hanno scoperto che il modello del paesaggio temporale potrebbe essere una migliore soluzione per le osservazioni rispetto al nostro attuale miglior modello.
Il modello standard di cosmologia fa un buon lavoro nel spiegare l’Universo, a patto di manipolare un po’ i numeri. Non sembra esserci abbastanza massa per giustificare gli effetti gravitazionali che osserviamo, quindi abbiamo inventato un segnaposto invisibile chiamato materia oscura. Sembra anche esserci una strana forza che contrasta la gravità, spingendo il cosmo ad espandersi a ritmi accelerati. Non sappiamo ancora cosa sia, quindi nello stesso spirito l’abbiamo chiamata energia oscura. Tutto questo, insieme alla materia ordinaria, forma quello che chiamiamo il modello lambda cold dark matter (CDM).
Il problema è che questo modello utilizza un’equazione semplificata che assume che l’intero Universo sia uniforme e si espanda alla stessa velocità ovunque. Ma là fuori è tutto tranne che uniforme: vediamo una colossale ragnatela cosmica, solcata da filamenti di galassie separate da vuoti vasti più vuoti di quanto possiamo comprendere. La cosmologia del paesaggio temporale tiene conto di questa ‘irregolarità’.
Più materia significa una gravità più forte, che significa un tempo più lento – infatti, un orologio atomico situato in una galassia potrebbe segnare fino a un terzo più lentamente rispetto allo stesso orologio nel mezzo di un vuoto. Quando si estende su tutta la vasta durata dell’Universo, potrebbero essere trascorsi miliardi di anni in più nei vuoti rispetto alle aree dense di materia.
Un’implicazione che fa girare la testa è che non ha più senso dire che l’Universo ha un’età unificata di 13,8 miliardi di anni. Invece, diverse regioni avrebbero età diverse. E poiché è trascorso molto più tempo nei vuoti, vi si è verificata una maggiore espansione cosmologica. Pertanto, se si guarda un oggetto sul lato opposto di un vuoto, sembrerebbe muoversi via da te molto più velocemente rispetto a qualcosa su questo lato del vuoto. Nel tempo, questi vuoti occupano una parte sempre maggiore dell’Universo, creando l’illusione di un’espansione accelerata, senza bisogno di evocare alcuna energia oscura.
Nel 2017, gli astronomi dell’Università di Canterbury in Nuova Zelanda hanno testato la cosmologia del paesaggio temporale rispetto alle osservazioni e hanno scoperto che era una soluzione leggermente migliore rispetto al CDM per spiegare l’espansione cosmica. Servivano più dati.
Quindi, per i nuovi studi, un team di astronomia dell’Università di Canterbury e dell’Università di Heidelberg in Germania ha raccolto e analizzato quei dati aggiuntivi sotto forma di un catalogo di 1.535 supernovae di tipo Ia. Queste esplosioni brillano con una luminosità prevedibile ogni volta, quindi spostamenti nella loro luce possono rivelare in modo affidabile distanza, velocità e direzione del movimento. Per questo motivo, sono spesso chiamate ‘candele standard’.
Questa volta, gli astronomi dicono di aver trovato prove molto forti a favore del paesaggio temporale rispetto al CDM. Questo suggerisce la potenziale necessità di ripensare alle fondamenta della cosmologia. L’energia oscura è una cattiva identificazione delle variazioni nell’energia cinetica dell’espansione, che non è uniforme in un Universo così irregolare come quello in cui viviamo effettivamente, dice David Wiltshire, fisico dell’Università di Canterbury.
La ricerca fornisce prove convincenti che potrebbero risolvere alcune delle principali questioni legate alle stranezze del nostro cosmo in espansione. Con nuovi dati, il più grande mistero dell’Universo potrebbe essere risolto entro la fine del decennio. Entrambi gli studi sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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