Se ti guardi intorno nello spazio, noterai molte cose - i pianeti, le stelle, le lune e persino la galassia stessa - hanno una cosa in comune: stanno ruotando. Quindi, anche l'universo sta ruotando?
Questo mistero è uno che i cosmologi hanno studiato attentamente, perché è uno che può parlarci della natura fondamentale dell'universo.
"È una domanda molto astratta, come la maggior parte della cosmologia, ma quelli di noi che studiano la cosmologia pensano che sia un modo di studiare la fisica fondamentale", ha detto Tess Jaffe, astrofisica dell'Università del Maryland e assistente ricercatrice presso Goddard Space della NASA Flight Center. "Ci sono alcune cose che non possiamo testare in un laboratorio sulla Terra, quindi usiamo l'universo e la geometria dell'universo, che potrebbe dirci qualcosa sulla fisica fondamentale".
Gli scienziati, nel pensare alla natura fondamentale dell'universo, hanno iniziato supponendo che l'universo non stia ruotando ed è isotropico, nel senso che sembra lo stesso in tutte le direzioni. Questa ipotesi è coerente con le equazioni di Einstein, ma non è richiesta da loro. Da questo pensiero, gli scienziati hanno costruito uno standard di modello cosmologico che descrive l'universo.
"Questo è davvero codificato nel modo in cui eseguiamo i nostri calcoli, nel modo in cui analizziamo i nostri dati, nel modo in cui facciamo molte cose", Daniela Saadeh, ricercatrice presso la School of Physics and Astronomy dell'Università di Nottingham nel Regno Unito, ha detto a Live Science. "Ma devi provarlo. Non puoi semplicemente sperare per il meglio."
Per vedere se questi presupposti sull'universo e sulla sua fisica fondamentale erano giusti, gli scienziati hanno raccolto osservazioni per testare i loro modelli. In particolare, hanno usato la luce dello sfondo cosmico a microonde, o in breve CMB. Questa luce è la più antica che possiamo osservare - emessa appena 380.000 anni dopo il Big Bang - ed è un tesoro di informazioni per i cosmologi che studiano l'universo.
Il CMB sembra quasi identico in ogni direzione, ma ci sono piccole variazioni nella sua temperatura, solo un millesimo di grado, che sono state influenzate dalla storia, dal contenuto e dalla geometria dell'universo. Studiando queste differenze, gli scienziati possono vedere se l'universo è stato deformato in qualche modo, il che suggerirebbe una rotazione o espansione che è aumentata in una direzione più che in un'altra. Le misurazioni della polarizzazione della luce - essenzialmente il suo orientamento - possono allo stesso modo fornire informazioni sulla geometria dell'universo.
Gli scienziati hanno scoperto che la luce CMB non mostra prove che l'universo stia ruotando. Inoltre, la probabilità che l'universo sia isotropico è di 120.000 a 1, il che significa che sembra lo stesso indipendentemente dalla direzione in cui guardi, secondo uno studio del 2016 pubblicato sulla rivista Physical Review Letters guidato da Saadeh e Stephen Feeney, un astrofisico dell'Imperial College Londra. Un altro studio ha riscontrato una probabilità del 95% che l'universo sia omogeneo, il che significa che è lo stesso ovunque su larga scala.
Tutti questi studi suggeriscono che l'universo è in gran parte uniforme e non gira. Questa conclusione non è probabile che cambi. Le misurazioni future della polarizzazione del CMB potrebbero migliorare nei prossimi decenni, ma è improbabile che i nuovi dati mettano in discussione i risultati precedenti.
"Abbiamo caratterizzato il segnale che è lì, praticamente fino a dove non ha ulteriori informazioni per noi", ha detto Jaffe a Live Science. "Non credo che avrebbe un grande impatto sulla questione della rotazione, proprio perché la rotazione è il segnale che ci aspetteremmo di vedere su scale molto grandi e che è stato più o meno escluso dai dati che già abbiamo avere."
Mentre il risultato che l'universo non sta ruotando è certamente un sollievo per i cosmologi che hanno basato i loro modelli su questo presupposto, ci dà anche una prospettiva interessante sul nostro posto nell'universo.
"Abbiamo davvero iniziato come umani da questa idea di essere il centro dell'universo", ha detto Saadeh. "Penso che sia davvero affascinante quanto siamo piccoli e insignificanti."
