L'universo è permeato da una vasta rete invisibile, i cui viticci si intrecciano attraverso lo spazio. Ma nonostante l'organizzazione della materia che vediamo nello spazio, questa rete oscura è invisibile. Questo perché è costituito da materia oscura, che esercita un'attrazione gravitazionale ma non emette luce.
Cioè, il web era invisibile fino ad ora. Per la prima volta, i ricercatori hanno illuminato alcuni degli angoli più bui dell'universo.
Intreccio del web
Molto tempo fa, l'universo era più caldo, più piccolo e più denso di adesso. Era anche, in media, molto più noioso. Non c'erano molte variazioni di densità da un posto all'altro. Certo, lo spazio era molto più ristretto nel complesso, ma nel giovane universo, indipendentemente da dove andassi, le cose erano praticamente le stesse.
Ma c'erano differenze minuscole e casuali nella densità. Quelle pepite avevano un'attrazione leggermente più gravitazionale rispetto al loro vicinato circostante, e quindi la materia tendeva a fluire in esse. Crescendo in questo modo, svilupparono un'influenza gravitazionale ancora più forte, assorbendo più materia, facendole diventare più grandi, e così via e così via per miliardi di anni. Contemporaneamente, mentre le pepite crescevano, gli spazi tra loro si svuotavano.
Nel corso del tempo cosmico, i ricchi sono diventati più ricchi e i poveri sono diventati più poveri.
Alla fine, le fitte macchie diventarono le prime stelle, galassie e ammassi, mentre gli spazi tra loro diventarono i grandi vuoti cosmici.
Ora, 13,8 miliardi di anni in questo enorme progetto di costruzione, il lavoro non è ancora finito. La materia sta ancora fluendo fuori dai vuoti, unendo gruppi di galassie che sfociano in ammassi densi e ricchi. Ciò che abbiamo oggi è una vasta e complessa rete di filamenti di materia: la rete cosmica.
Una luce nel buio
La stragrande maggioranza della materia nel nostro universo è oscura; non interagisce con la luce o con nessuna delle cose "normali" che vediamo come stelle e nuvole di gas e altre cose interessanti. Di conseguenza, gran parte della rete cosmica è completamente invisibile per noi. Fortunatamente, dove si accumula la materia oscura, trascina anche un po 'di materia normale per unirsi al divertimento.
Nelle tasche più fitte del nostro universo, dove i sussurri gravitazionali della materia oscura hanno influenzato abbastanza materia regolare da fondere, vediamo la luce: la materia regolare si è convertita in stelle.
Come un faro su una lontana spiaggia nera, le stelle e le galassie ci dicono dove si nasconde la materia oscura nascosta, dandoci un contorno spettrale della vera struttura della rete cosmica.
Con questa visione distorta, possiamo facilmente vedere i cluster. Saltano fuori come città giganti viste da un volo ad occhi rossi. Sappiamo per certo che c'è un'enorme quantità di materia oscura in quelle strutture, dal momento che hai bisogno di un sacco di grinta gravitazionale per riunire insieme molte galassie.
E all'estremità opposta dello spettro, possiamo facilmente individuare i vuoti; sono i luoghi in cui non è tutto il problema. Poiché non ci sono galassie che illuminano questi spazi, sappiamo che sono, nel complesso, veramente vuoti.
Ma la grandiosità della rete cosmica risiede nelle linee delicate dei filamenti stessi. Allungati per milioni di anni luce, questi sottili viticci di galassie si comportano come grandi autostrade cosmiche che attraversano vuoti neri, collegando ammassi urbani luminosi.
Attraverso una lente fioca
Quei filamenti nella rete cosmica sono la parte più difficile della rete da studiare. Hanno alcune galassie ma non molte. E hanno tutti i tipi di lunghezze e orientamenti; in confronto, i grappoli e i vuoti sono un gioco geometrico per bambini. Quindi, anche se abbiamo saputo dell'esistenza dei filamenti, attraverso simulazioni al computer, per decenni, in realtà abbiamo avuto difficoltà a vederli.
Di recente, tuttavia, un team di astronomi ha fatto un grande progresso nel mappare la nostra rete cosmica, pubblicando i loro risultati il 29 gennaio nel database arXiv. Ecco come sono andati al mondo degli affari:
In primo luogo, hanno preso un catalogo delle cosiddette galassie rosse luminose (LRG) dall'indagine BOSS (Oscillation Spectroscopic Survey). Gli LRG sono massicce bestie di galassie e tendono a sedersi nei centri di dense macchie di materia oscura. E se gli LRG si trovano nelle regioni più dense, allora le linee che li collegano dovrebbero essere fatte dei filamenti più delicati.
Ma fissare lo spazio tra due LRG non sarà produttivo; non ci sono molte cose lì. Quindi, il team ha preso migliaia di coppie di LRG, li ha riallineati e li ha impilati uno sopra l'altro per creare un'immagine composita.
Usando questa immagine in pila, gli scienziati hanno contato tutte le galassie che potevano vedere, sommando il loro contributo di luce totale. Ciò ha permesso ai ricercatori di misurare quanta materia normale costituiva i filamenti tra i LRG. Successivamente, i ricercatori hanno esaminato le galassie dietro i filamenti e, in particolare, le loro forme.
Mentre la luce proveniente da quelle galassie di fondo trafiggeva i filamenti intermedi, la gravità della materia oscura in quei filamenti spingeva delicatamente la luce, spostando leggermente le immagini di quelle galassie. Misurando la quantità di spostamento (chiamato "taglio" dagli scienziati), il team è stato in grado di stimare la quantità di materia oscura nei filamenti.
Quella misura era allineata con previsioni teoriche (un altro punto per l'esistenza della materia oscura). Gli scienziati hanno anche confermato che i filamenti non erano completamente scuri. Per ogni 351 soli di massa nei filamenti, c'era 1 sole di emissione di luce.
È una mappa grezza dei filamenti, ma è la prima e mostra sicuramente che mentre la nostra ragnatela cosmica è per lo più oscura, non è completamente nera.
Paul M. Sutter è un astrofisico del SUNY Stony Brook e del Flatiron Institute, conduttore di Ask a Spaceman e Space Radio e autore di Your Place in the Universe.
