Credito d'immagine: Hubble
Gli scienziati universitari hanno co-fondato una collaborazione internazionale che cerca di misurare con nuova precisione la forza misteriosa che fa volare l'universo. I piani prevedono che il progetto, denominato Dark Energy Survey, raccolga dati su circa 300 milioni di galassie che coprono i due terzi della storia dell'universo.
L'indagine potrebbe iniziare a formulare osservazioni già nell'autunno del 2009. Sebbene il DES rimanga a più di quattro anni di distanza, indagini più ambiziose impiegheranno almeno un decennio per produrre risultati. ? Non voglio aspettare così tanto? disse Joshua Frieman, professore di astronomia e astrofisica e del college.
Secondo i metodi di contabilità fisica, l'energia oscura costituisce il 70 percento dell'universo. L'energia oscura potrebbe essere una manifestazione della costante cosmologica di Albert Einstein, una forza che agisce in ogni momento e in tutti i luoghi dell'universo. Potrebbe anche essere una rottura della teoria della gravità di Einstein su vasta scala.
? Richiede essenzialmente che la gravità sia ripugnante? ha detto Wayne Hu, professore associato di astronomia e astrofisica. "Questo è possibile secondo le nostre teorie di gravità standard, ma non è previsto." Qualunque sia l'energia oscura, disse Frieman, "è probabile che abbia profonde implicazioni per la fisica fondamentale".
La collaborazione DES consiste di ricercatori a Chicago, Fermi National Accelerator Laboratory, Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, Lawrence Berkeley National Laboratory e Cerro Tololo Inter-American Observatory, nonché di gruppi provenienti dal Regno Unito e da Barcellona, in Spagna. I finanziamenti per il progetto da 20 milioni di dollari probabilmente provengono principalmente dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, dalle agenzie di finanziamento europee, dalle istituzioni membri e da altre agenzie e fonti.
Frieman dirige la componente dell'Università della collaborazione. Insieme a lui e Hu nella collaborazione ci sono John Carlstrom, professore di servizio distinto di astronomia e astrofisica di S. Chandrasekhar e il College; Scott Dodelson, professore di astronomia e astrofisica e divisione collegiale di scienze fisiche; Stephen Kent, professore associato di astronomia e astrofisica; Erin Sheldon, Fellow presso il Kavli Institute for Cosmological Physics; e Risa Wechsler, Hubble Fellow presso il Kavli Institute for Cosmological Physics. Frieman e Dodelson sono anche membri del Theoretical Astrophysics Group di Fermilab, che dirige Dodelson, mentre Kent dirige il Experimental Astrophysics Group di Fermilab.
Il DES comporterà l'installazione di una fotocamera da 520 megapixel sull'esistente telescopio Blanco da quattro metri presso l'Osservatorio interamericano di Cerro Tololo in Cile. ? Questo sarebbe più grande di qualsiasi altra fotocamera ottica esistente al mondo? Disse Frieman.
Alcune centinaia di megapixel potrebbero non sembrare molto, ha detto Frieman, ma non sono gli stessi pixel che vanno nel tuo palmare. Hanno una sensibilità molto più elevata. Sono rilevatori ad alta precisione e alta efficienza. Inoltre, la telecamera consentirà agli scienziati di sorvegliare il cielo 10 volte più velocemente di quanto potrebbero in qualsiasi osservatorio statunitense esistente.
"La fotocamera che è ora sul telescopio ha solo un campo visivo troppo piccolo. Ci vorrebbero molti decenni per fare il sondaggio ,? Disse Frieman.
La nuova fotocamera consentirà al DES di utilizzare quattro tecniche nel tentativo di discriminare tra le due ampie spiegazioni per l'energia oscura: la costante cosmologica o una rottura della gravità.
"Il primo metodo e quello che guida veramente il progetto del sondaggio è contare i gruppi di galassie". Disse Frieman. In questo sforzo lavorerà insieme al telescopio del Polo Sud di Carlstrom, che dovrebbe iniziare a fare osservazioni nel marzo 2007.
L'SPT aiuterà a rivelare se l'energia oscura ha soppresso la formazione di ammassi di galassie nel corso della storia dell'universo. Un radiotelescopio, l'SPT rileverà i cluster di galassie dal modo in cui distorcono la radiazione a microonde rimasta dal big bang. Se i teorici sanno quanto distanti e grandi siano gli ammassi di galassie, possono prevedere quanti ce ne dovrebbero essere in presenza di energia oscura. Il DES effettuerà misurazioni ottiche per stimare la loro distanza attraverso i colori delle galassie e la loro massa mediante lenti gravitazionali, la distorsione della luce da parte di un ammasso di galassie che interviene. ? Questo è un test davvero elegante? Disse Hu.
La terza tecnica utilizza lenti gravitazionali su scala cosmica. I teorici possono prevedere l'effetto dell'energia oscura sulla distribuzione su larga scala della materia oscura. Con la sua ampia area di rilevamento, il DES può misurare la minuscola distorsione delle immagini delle galassie indotte dalle fluttuazioni della densità della materia oscura.
Il quarto metodo prevede la stessa tecnica che ha portato alla scoperta dell'energia oscura del 1998: misurare la distanza da un certo tipo di stella che esplode per ricostruire la storia dell'espansione dell'universo. Gli astronomi hanno studiato queste stelle esplosive aspettandosi di scoprire che l'espansione dell'universo era rallentata col passare del tempo. Hanno scoperto invece un'espansione accelerata.
? Queste tecniche si completano molto bene a vicenda ,? Disse Frieman. "Soffrono di diverse fonti di errore, quindi se sono d'accordo, questo ti dà fiducia nel tuo risultato."
Da parte sua, Hu spera che i test rivelino alcune discrepanze tra previsioni e realtà. "Per me sarebbe la cosa più eccitante."
Fonte originale: Comunicato stampa dell'Università di Chicago
