Fissando l'oscurità
L'espansione del nostro universo sta accelerando. Questo strano fenomeno si chiama energia oscura ed è stato individuato per la prima volta in indagini su distanti esplosioni di supernova circa venti anni fa. Da allora, molteplici linee indipendenti di prove sono giunti tutti alla stessa triste conclusione: l'universo sta diventando sempre più grasso.
Tuttavia, che diamine sta causando? Che cosa è energia oscura? Varie idee abbondano per potenziali cause. Forse è un'illusione e la nostra comprensione della gravità è semplicemente sbagliata su queste vaste scale. Forse un campo alquanto misterioso permea tutto lo spazio-tempo, che guida l'amplificazione delle distanze tra le galassie in tutto l'universo.
La spiegazione di gran lunga più semplice è che l'energia oscura è semplicemente Là. Una semplice costante della natura che appare nelle equazioni della Relatività Generale, che è il quadro fondamentale per come comprendiamo le questioni cosmologiche. Non ha spiegazione né causa. Come qualsiasi altra costante della natura, è solo una parte della realtà fondamentale.
Sebbene questa spiegazione non sia del tutto soddisfacente, finora spiega tutti i dati disponibili.
Toccando l'energia di Quasar
E i dati sono semplicemente questi: sembra che la forza dell'energia oscura sia rimasta assolutamente costante per tutto il tempo cosmico. È lì, presente, immutabile sia nel tempo che nello spazio.
Può essere.
Una delle maggiori sfide dello studio della natura dell'energia oscura è che non abbiamo un quadro completo della storia dell'espansione dell'universo. Invece, abbiamo ciò che equivale a "fermalibri" cosmologici: possiamo studiare l'espansione in tempi relativamente recenti usando la supernova di tipo 1a e conosciamo molto precisamente lo stato dell'universo quando aveva solo 380.000 anni attraverso lo sfondo cosmico a microonde.
Non abbiamo un quadro molto chiaro di ciò che l'universo stava facendo nel mezzo, ma recentemente una coppia di ricercatori sta cercando di cambiarlo esaminando la luce proveniente da quasar distanti. Questi quasar sono oggetti mostruosamente luminosi, alimentati dalla compressione gravitazionale del materiale mentre si schiaccia per adattarsi ai buchi neri giganti. I quasar sono di gran lunga i motori più potenti dell'universo, rendendoli candidati eccellenti per scrutare in profondità nella storia cosmica tra i fermalibri.
La sfida centrale, tuttavia, è che non sei mai abbastanza sicuro di quanto sia distante un determinato quasar. Se uno è più luminoso di un altro, il primo è più vicino ... o solo più luminoso? Senza un modo per districarli, non puoi ottenere una distanza stabile, il che significa che non puoi misurare l'espansione dell'universo dal momento in cui Quasar ha emesso la sua luce.
Tuttavia, i ricercatori hanno applicato un nuovo trucco confrontando due diversi tipi di luce emessa dai quasar. Il primo tipo è l'ultravioletto emesso dal materiale stesso in caduta. Il secondo è i raggi X più intensi creati dalla radiazione ultravioletta che viene potenziata a energie più elevate da un gas ancora più circostante. Confrontando queste due fonti di emissione, i ricercatori possono rivelare la vera luminosità di ogni quasar e quindi conoscere le loro distanze.
Big Rip, Big Deal
E i ricercatori hanno scoperto che, in base ai loro risultati preliminari, l'energia oscura era più debole in passato. Ciò significa che non è costante - si sta evolvendo e cambiando e diventando più forte con il tempo. Se questo risultato regge (e questo è un grande Se) allora la nostra più semplice spiegazione dell'energia oscura dovrà essere gettata fuori dalla finestra a favore di qualcosa di più complicato. Il che è davvero una buona cosa: un'energia oscura in evoluzione potrebbe darci gli indizi di cui abbiamo bisogno per esplorare nuove aree della fisica.
Ma questo risultato dipinge anche un'immagine più cupa del futuro dell'universo. Se l'energia oscura rimane costante, le stelle continueranno a brillare per decine di trilioni di anni mentre le galassie si allontanano delicatamente l'una dall'altra. Ma se l'energia oscura diventa più forte con il tempo, la sua forza repulsiva diventa schiacciante, non solo allontanando le galassie ma anche strappando le galassie stesse.
E i sistemi solari.
E i pianeti.
E molecole.
Quanto tempo ci vorrà per questo scenario "big rip"? Dipende da quanto velocemente l'energia oscura si diffonda, ma potrebbe essere in meno di qualche miliardo di anni. Che, dal punto di vista cosmologico, non è così lungo.
Per saperne di più: "Vincoli cosmologici dal diagramma di Hubble dei quasar ad alti turni rossi"
