La cosmologia del timescape propone una visione alternativa per spiegare l’espansione dell’Universo, mettendo in discussione l’idea di una misteriosa forza “oscura” come l’energia oscura che accelererebbe l’espansione. Invece, questo modello suggerisce che la realtà potrebbe essere molto più strana, con bolle di spazio in cui il tempo scorre a ritmi radicalmente diversi. Secondo questo modello, la gravità non solo deforma lo spazio, ma altera anche il flusso del tempo: nelle regioni con gravità più intensa, il tempo scorre più lentamente, mentre nelle aree con gravità più debole, come i vasti vuoti cosmici, il tempo passa più velocemente.
Le implicazioni di questo concetto sono enormi. La teoria suggerisce che, nel lungo arco della vita dell’Universo, miliardi di anni in più potrebbero essere trascorsi nelle regioni di vuoto rispetto a quelle più dense, come le galassie. Poiché il tempo scorre più velocemente nei vuoti, queste regioni potrebbero espandersi più rapidamente, creando l’illusione di un’espansione accelerata dell’Universo. In altre parole, non sarebbe necessario invocare l’energia oscura per spiegare l’accelerazione, ma semplicemente la diversa velocità con cui il tempo scorre in diverse aree dell’Universo.
Il modello tradizionale della cosmologia, ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), ha funzionato abbastanza bene per descrivere l’Universo, ma presenta dei problemi. Ad esempio, non sembra esserci abbastanza massa visibile per giustificare gli effetti gravitazionali che osserviamo, e così è stata introdotta la materia oscura come un segnaposto invisibile. Inoltre, la presenza di una forza misteriosa, chiamata energia oscura, è stata proposta per spiegare l’accelerazione dell’espansione cosmica. Tuttavia, il modello ΛCDM presuppone che l’Universo sia omogeneo e si espanda alla stessa velocità in ogni punto, cosa che non sembra essere vera. In realtà, l’Universo è “grumoso”, con enormi strutture filamentose di galassie e vasti vuoti tra di esse.
La cosmologia del timescape affronta direttamente questa “grumosità” dell’Universo. Le aree con maggiore densità di materia esercitano una gravità più forte, che rallenta il tempo. Se si potesse misurare il passare del tempo in due punti distanti, uno situato in una galassia e l’altro in un vuoto cosmico, si scoprirebbe che l’orologio nella galassia ticchetta più lentamente, fino a un terzo rispetto a quello che si troverebbe nel vuoto. Questo significa che, su scale temporali molto lunghe, il tempo è trascorso in modo differente in diverse regioni dell’Universo.
Un’altra conseguenza di questa visione è che non ha più senso parlare di un’unica età dell’Universo di 13,8 miliardi di anni. Invece, le diverse regioni dell’Universo avrebbero età differenti, a causa delle differenze nel flusso del tempo. E poiché nelle regioni di vuoto è passato più tempo, esse si sarebbero espanse di più, creando un’apparente accelerazione dell’espansione cosmica. Questa espansione differenziata potrebbe essere interpretata erroneamente come un segno di energia oscura, quando in realtà è il risultato della variazione del flusso temporale in diverse aree dell’Universo.
Nel 2017, un team di astronomi dell’Università di Canterbury in Nuova Zelanda ha testato la cosmologia del timescape utilizzando dati osservativi e ha trovato che, rispetto al modello ΛCDM, questa teoria sembrava adattarsi meglio alle osservazioni. Tuttavia, erano necessari più dati per confermare questa intuizione. Per questo motivo, un nuovo studio ha analizzato un catalogo di 1.535 supernovae di tipo Ia, che sono esplosioni stellari brillanti e prevedibili, spesso utilizzate come “candele standard” per misurare distanze cosmiche e velocità di espansione.
I risultati di questi studi sono sorprendenti: gli astronomi hanno trovato prove molto forti che supportano la cosmologia del timescape rispetto al modello ΛCDM. Questo suggerisce che l’interpretazione dell’accelerazione dell’espansione come effetto dell’energia oscura potrebbe essere un fraintendimento, derivante dalle differenze nel flusso temporale tra diverse regioni dell’Universo. In sostanza, le variazioni nel ritmo del tempo potrebbero spiegare molte delle stranezze che osserviamo nell’espansione cosmica senza dover ricorrere a ipotesi come l’energia oscura.
David Wiltshire, uno dei fisici dell’Università di Canterbury coinvolti nello studio, ha dichiarato che l’energia oscura potrebbe essere una “errata identificazione” delle variazioni nell’energia cinetica di espansione, che non è uniforme in un Universo frammentato come il nostro. Se confermato, questo modello potrebbe risolvere molte delle domande più grandi e misteriose sull’Universo in espansione, aprendo la strada a una nuova comprensione cosmologica. Se i dati continueranno a supportare questa visione, potrebbe esserci una rivoluzione nella cosmologia, con una nuova concezione della struttura e dell’evoluzione dell’Universo che potrebbe essere risolta entro la fine del decennio.
Questi studi sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un passo importante verso una nuova era di comprensione dell’Universo e dei suoi misteri.
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