Energia oscura ... Non siamo ancora esattamente sicuri di cosa sia o da dove venga. Ester Piedipalumbo, stanno esaminando più da vicino un modo per misurare questo enigma energetico e lo stanno facendo con una delle fonti più intense che riescono a trovare: i lampi di raggi gamma.
“Siamo in grado di determinare la distanza di un'esplosione sulla base delle proprietà della radiazione emessa durante i lampi di raggi gamma. Dato che alcune di queste esplosioni sono correlate agli oggetti più remoti nello spazio di cui siamo a conoscenza, siamo in grado, per la prima volta, di valutare la velocità dell'espansione spazio-tempo anche nei periodi relativamente precoci dopo il Big Bang ”, dice il prof. Marek Demianski (FUW).
Cosa ha generato questo nuovo metodo? Nel 1998, gli astronomi stavano misurando l'energia emessa dagli eventi di supernovae di tipo Ia e si resero conto che le forze espulse erano coerenti. Proprio come il modello di candela standard, questa versione potrebbe essere utilizzata per determinare le distanze cosmiche. Ma c'era solo un avvertimento ... Più remoto è l'evento, più debole è la firma.
Mentre questi deboli eventi non stavano illuminando la notte, loro erano illuminando il modo in cui la scienza pensava alle cose. Forse queste supernove di tipo Ia erano più lontane di quanto ipotizzato ... e se ciò fosse vero, forse invece di rallentare l'espansione dell'Universo, forse stava accelerando! Al fine di impostare i diritti del modello universale, doveva essere introdotta una nuova forma di energia di massa - l'energia oscura - e doveva essere venti volte più di quanto potessimo percepire. "Durante la notte, l'energia oscura è diventata, letteralmente, il più grande mistero dell'Universo", afferma il prof. Demianski. In un modello proposto da Einstein è una proprietà della costante cosmologica - e un altro modello suggerisce che un'espansione accelerata è causata da un campo scalare sconosciuto. "In altre parole, è o o: o lo spazio-tempo si espande da solo o è espanso da un campo fisico scalare al suo interno", afferma il prof. Demianski.
Allora qual è il punto dietro gli studi? Se è possibile utilizzare un lampo di raggi gamma come un tipo di candela standard, gli astronomi possono valutare meglio la densità dell'energia oscura, consentendo loro di affinare ulteriormente i modelli. Se rimane monofonico, appartiene alla costante cosmologica ed è una proprietà dello spazio-tempo. Tuttavia, se l'accelerazione dell'Universo è di proprietà di un campo scalare, la densità dell'energia oscura sarebbe diversa. “Questo era un problema. Per valutare i cambiamenti nella densità dell'energia oscura immediatamente dopo il Big Bang, è necessario sapere come misurare la distanza da oggetti molto remoti. Così remoti che anche le supernovae di tipo Ia ad esse collegate sono troppo deboli per essere osservate ”, afferma Demianski.
Ora inizia la vera ricerca. I lampi di raggi gamma dovevano misurare i loro livelli di energia e fare ciò significava esattamente guardare studi precedenti che contenevano fonti verificate di distanza, come le supernove di tipo Ia. "Ci siamo concentrati su questi casi. Conoscevamo la distanza dalla galassia e sapevamo anche quanta energia dell'esplosione raggiungeva la Terra. Questo ci ha permesso di calibrare lo scoppio, vale a dire, per calcolare l'energia totale dell'esplosione ", spiega il Prof. Quindi il passo successivo è stato quello di trovare dipendenze statistiche tra le varie proprietà della radiazione emessa durante uno scoppio di raggi gamma e il energia totale dell'esplosione. Tali relazioni sono state scoperte. "Non possiamo fornire una spiegazione fisica del perché determinate proprietà dei lampi di raggi gamma siano correlate", sottolinea il Prof. "Ma possiamo dire che se la radiazione registrata ha tali e tali proprietà, allora il burst aveva tale e tale energia. Questo ci consente di usare le esplosioni come candele standard, per misurare le distanze. "
Il dott. Ester Piedipalumbo e un team di ricercatori delle università di Varsavia e Napoli hanno poi intrapreso la sfida. Nonostante questo affascinante nuovo concetto, la realtà è che i lampi di raggi gamma distanti sono insoliti. Anche con 95 candidati elencati nel catalogo Amanti, semplicemente non c'erano abbastanza informazioni per individuare l'energia oscura. “È piuttosto una delusione. Ma ciò che è importante è il fatto che abbiamo tra le mani uno strumento per verificare le ipotesi sulla struttura dell'Universo. Tutto ciò che dobbiamo fare ora è aspettare i prossimi fuochi d'artificio cosmici ", conclude il prof. Demianski.
Che i giochi inizino…
Fonte originale della storia: Comunicato stampa dell'Università di Varsavia. Per ulteriori approfondimenti: modelli cosmologici nelle teorie tensoriali scalari della gravità e osservazioni: una classe di soluzioni generali.
