Un team di astronomi britannici e australiani ha annunciato oggi di aver trovato l'anello mancante che collega direttamente le galassie moderne come la nostra Via Lattea al Big Bang che ha creato il nostro universo 14 mila milioni di anni fa. I risultati sono il risultato di uno sforzo di 10 anni per mappare la distribuzione nello spazio di 220.000 galassie da parte del 2dFGRS (2-Field Field Redshift Survey), un consorzio di astronomi, utilizzando il telescopio anglo-australiano (AAT) da 3,8 m . Questo collegamento mancante è stato rivelato nell'esistenza di sottili caratteristiche nella distribuzione della galassia nel sondaggio. L'analisi di queste funzionalità ha inoltre permesso al team di valutare l'universo con una precisione senza precedenti.
Il 2dFGRS ha misurato in modo molto dettagliato la distribuzione delle galassie, chiamata struttura su larga scala dell'Universo. Questi modelli variano in dimensioni da 100 milioni a 1 miliardo di anni luce. Le proprietà della struttura su larga scala sono stabilite da processi fisici che hanno funzionato quando l'universo era davvero molto giovane.
Il dott. Shaun Cole dell'Università di Durham, che ha guidato la ricerca, spiega: “Al momento della nascita, l'universo conteneva minuscole irregolarità, che si pensava derivassero da processi“ quantistici ”o subatomici. Queste irregolarità sono state amplificate dalla gravità da allora e alla fine hanno dato origine alle galassie che vediamo oggi. "
I teorici degli anni '60 suggerirono che i semi primordiali delle galassie dovevano essere visti come increspature nella radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB) emessa nel calore lasciato dal Big Bang, quando l'Universo aveva appena 350.000 anni. Le increspature furono successivamente osservate nel 1992 dal satellite COBE della NASA, ma fino ad ora non si poteva dimostrare una connessione stabile con la formazione di galassie. 2dFGRS ha scoperto che uno schema visto in queste increspature si è propagato nell'universo moderno e può essere rilevato oggi nelle galassie.
Gli schemi nella CMB contengono punti prominenti di circa un grado, prodotti da onde sonore che si propagano nel plasma inimmaginabilmente caldo del Big Bang. Queste caratteristiche sono note come "picchi acustici" o "baryon wiggles". I teorici avevano ipotizzato che anche le onde sonore avrebbero potuto lasciare un'impronta nella componente dominante dell'universo - l'esotica "materia oscura", che a sua volta guida la formazione di galassie. I fisici e gli astronomi tentano di identificare questa impronta nelle mappe del nostro quartiere galattico.
Dopo anni di scrupoloso lavoro di misurazione delle galassie sul telescopio anglo-australiano e modellizzazione delle loro proprietà con sofisticate tecniche matematiche e computazionali, il team di 2dFGRS ha identificato l'impronta delle onde sonore nel Big Bang. Appare come caratteristiche delicate nello "spettro di potenza", la statistica usata dagli astronomi per quantificare i modelli visti nelle mappe della distribuzione della galassia. Queste caratteristiche sono coerenti con quelle osservate sullo sfondo delle microonde, il che significa che comprendiamo la storia della vita del gas da cui si sono formate le galassie.
Le caratteristiche barioniche contengono informazioni sul contenuto dell'universo, in particolare sulla quantità di materia ordinaria (nota come barione), il tipo di roba che si è condensata in stelle e pianeti e di cui siamo fatti noi stessi.
Il professor Carlos Frenk, direttore dell'Institute for Computational Cosmology dell'Università di Durham, ha dichiarato: “Queste caratteristiche barioniche sono l'impronta genetica del nostro universo. Stabiliscono un legame evolutivo diretto con il Big Bang. Trovarli è una pietra miliare nella nostra comprensione di come si è formato il cosmo. ”
Il professor John Peacock dell'Università di Edimburgo, team leader del Regno Unito della collaborazione 2dFGRS, ha dichiarato: "Non credo che nessuno si sarebbe aspettato che le semplici teorie cosmologiche funzionassero così bene. Siamo molto fortunati ad essere in giro per vedere questa immagine dell'universo stabilita ".
Il 2dFGRS ha dimostrato che i barioni sono una piccola componente del nostro universo, che costituisce solo il 18% della massa totale, con il restante 82% che appare come materia oscura. Per la prima volta, il team di 2dFGRS ha infranto la barriera di precisione del 10 percento nella misurazione della massa totale dell'Universo.
Come se questa immagine non fosse abbastanza strana, la 2dFGRS ha anche mostrato che tutta la massa nell'universo (sia luminosa che oscura) è superata di 4: 1 da un componente ancora più esotico chiamato "energia del vuoto" o "energia oscura". Questo ha proprietà antigravità, che accelerano l'espansione dell'universo. Questa conclusione emerge quando si combinano i risultati di 2dFGRS con i dati sulla radiazione di fondo a microonde, che viene lasciata dal momento in cui sono state create le caratteristiche barioniche. L'origine e l'identità dell'energia oscura rimane uno dei misteri più profondi della scienza moderna.
La nostra conoscenza del fondo delle microonde è migliorata enormemente nel 2003 con i dati del satellite WMAP della NASA. Il team di WMAP ha combinato le proprie informazioni con un'analisi precedente di parte del 2dFGRS per concludere che viviamo davvero in un universo oscuro dominato dall'energia. Questo è stato soprannominato "la svolta dell'anno" nel 2003 dalla rivista Science. Ora, la scoperta del collegamento cosmico mancante da parte del team di 2dFGRS, quasi esattamente un anno dopo, incorona i risultati di un decennio di lavoro scrupoloso.
In una svolta interessante, gli indizi sull'identità dell'energia oscura potrebbero essere raccolti trovando caratteristiche barioniche nella distribuzione della galassia in evoluzione a metà strada tra ora e il Big Bang. Gli astronomi del Regno Unito e i loro collaboratori in tutto il mondo stanno ora pianificando grandi sondaggi con galassie molto lontane con questo obiettivo in mente.
La conferma indipendente della presenza di caratteristiche barioniche nella struttura su larga scala proviene dallo Sloan Digital Sky Survey, condotto dagli Stati Uniti. Usano un metodo complementare che non coinvolge lo spettro di potenza e studiano un raro sottoinsieme di galassie su un volume maggiore rispetto ai 2dFGRS. Tuttavia, le conclusioni sono coerenti, il che è molto soddisfacente.
Il professor Michael Strauss dell'Università di Princeton, portavoce della collaborazione SDSS, ha dichiarato: “Questa è una scienza meravigliosa. I due gruppi hanno ora visto in modo indipendente prove dirette della crescita della struttura per instabilità gravitazionale dalle fluttuazioni iniziali osservate nel fondo cosmico a microonde ”.
Fonte originale: comunicato stampa PPARC
