Potrebbe esserci una forma esotica di energia oscura in agguato nell'universo, e potrebbe spiegare una discrepanza ostinata nelle misurazioni del tasso di espansione dell'universo.
Questa cosiddetta prima energia oscura potrebbe essere esistita nell'infanzia dell'universo, per poi sfuggire all'esistenza poco dopo. Ciò, a sua volta, spiegherebbe perché i tassi di espansione non sono d'accordo.
L'energia oscura è la forma sconosciuta e misteriosa di energia che permea lo spazio, lanciando l'universo verso l'esterno a velocità sempre più elevate. Ma negli ultimi due decenni, gli scienziati che hanno studiato l'espansione accelerata dell'universo hanno trovato due tassi molto diversi. La prima luce degli universi - la radiazione cosmica di fondo a microonde o CMB - suggerisce una velocità inferiore per l'espansione dello spazio rispetto agli studi di supernova e stelle pulsanti nell'universo vicino. In altre parole, l'universo sembra espandersi più velocemente di quanto non si possa prevedere da come appariva nella storia antica, poco dopo il Big Bang.
Questo disaccordo è stato definito la "tensione di Hubble". Poiché il tasso di CMB è in contrasto con altre stime e poiché il suo calcolo si basa su modelli cosmologici, si pensa che al modello debba mancare qualcosa, come nuove leggi della fisica o tipi sconosciuti di materia.
Un nuovo articolo, pubblicato il 4 giugno sulla rivista Physical Review Letters, propone che l'energia oscura iniziale potrebbe essere il pezzo mancante che ha alterato il tasso di espansione iniziale dell'universo. In tal caso, questa prima energia oscura avrebbe influenzato leggermente l'aspetto di CMB, spiegando perché l'espansione misurata è inferiore alle aspettative. Le future osservazioni ad alta risoluzione del CMB potrebbero essere in grado di mostrare se l'energia oscura primitiva esistesse davvero nel giovane universo.
"Il ruolo di questa prima energia oscura è di influenzare il tasso di espansione circa 100.000 anni dopo il Big Bang", Vivian Poulin, autore principale del nuovo documento e ricercatore presso Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, una divisione del Centro nazionale francese per la scienza La ricerca in Francia, ha detto a Live Science. "A quel tempo, avrebbe rappresentato fino al 10% della densità di energia totale nell'universo."
La prima energia oscura proposta non sarebbe durata a lungo - probabilmente scomparendo dopo poche centinaia di migliaia di anni. Nell'universo primordiale, questa energia oscura avrebbe funzionato come una costante cosmologica temporanea precedente, il fattore sconosciuto che viene utilizzato per spiegare l'attuale espansione in accelerazione del nostro universo, nonché l'espansione subito dopo il Big Bang. Una volta scomparso, tuttavia, il tasso di espansione dell'universo sarebbe stato nuovamente definito dalla moderna costante cosmologica - attuale energia oscura.
"Ci sono molti modelli sul mercato che potrebbero produrre", ha detto Poulin a Live Science. "Quello che abbiamo suggerito è ispirato alla teoria delle stringhe."
Gli scienziati continueranno a studiare le ramificazioni della prima energia oscura sulla formazione dell'universo, comprese le strutture su larga scala delle galassie. Le prossime missioni, come il Large Synoptic Survey Telescope e il telescopio Euclid, potrebbero essere in grado di testare direttamente i segni della prima energia oscura in appena cinque anni, ha detto Poulin.
"Penso che sia molto importante pensare a nuovi modi in cui la tensione potrebbe essere risolta, come fanno questi autori", ha detto a Live Science Wendy Freedman, astronomo dell'Università di Chicago che non era coinvolto nel nuovo lavoro. "Alla fine questo sarà risolto empiricamente con dati di maggiore accuratezza. E esperimenti e programmi ora in fase di sviluppo nei prossimi anni dovrebbero essere in grado di testare questi modelli e risolvere definitivamente questa domanda."
