L’energia oscura si sta indebolendo: l’astrofisico spiega i risultati della più grande mappatura del cosmo

KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/B. Tafreshi) | Lo spettrometro DESI installato sul telescopio Mayall sotto una raffigurazione delle scie stellari

Un recente studio potrebbe rivoluzionare quello che sapevamo – o meglio pensavamo di sapere – sull'evoluzione dell'universo. Finora la teoria più accreditata prevedeva che l'universo fosse in continua espansione, spinto da una forza misteriosa identificata solo qualche decennio fa: l'energia oscura. Tuttavia, i risultati ottenuti dai dati raccolti negli ultimi tre anni dal Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), collocato sul telescopio Mayall presso l'Osservatorio nazionale di Kitt Peak in Arizona, potrebbero contraddire questa teoria: a differenza di quanto si è pensato finora, sembra che l'energia oscura, invece di essere una costante, si stia indebolendo. In questi tre anni di osservazione il DESI ha prodotto la più grande mappa 3D dell'universo, che copre quasi 15 milioni di galassie e quasar.

Secondo questi recenti risultati, sembrerebbe che l'energia oscura abbia raggiunto il suo massimo quando l'universo era al 70% della sua età e ora sarebbe il 10% più debole. Questa scoperta, se confermata, potrebbe imporre un ripensamento del modello di interpretazione dell'universo e anche della sua stessa fine. Nel modello in cui l'energia oscura viene assunta come una costante infatti è stato ipotizzato che l'universo sia destinato a un "Big Freeze" – grande congelamento – in quanto l'universo, a forza di espandersi, farà allontanare tutto a tal punto – spiega il Guardian – che nemmeno la luce riuscirà a coprire la distanza tra le galassie.

Ma se l'assunto fosse sbagliato, se l'energia oscura non fosse una costante, ma fosse vero che si stia indebolendo, allora l'universo potrebbe finire invece in un "Big Crunch" o in un "Big Bang inverso". Ma cosa significano questi risultati? Fanpage.it ne ha discusso con l'astrofisico Amedeo Balbi, professore di astronomia e astrofisica all'Università degli Studi di Roma Tor Vergata.

Se volessimo semplificare, come si potrebbe definire l'energia oscura?

L'energia oscura è una forma di energia che permea l'universo e sembra essere responsabile dell'accelerazione dell'espansione cosmica. È definita “oscura” perché non possiamo vederla direttamente, ma i suoi effetti gravitazionali sono evidenti nell'osservazione delle galassie lontane.

Come l'energia oscura si intreccia con la teoria della Relatività generale di Albert Einstein?

Secondo la teoria della Relatività generale di Einstein, la gravità non è una forza come si pensava dai tempi di Newton, ma la manifestazione della curvatura dello spazio-tempo causata dalla massa e dall'energia. L'energia oscura si collega a questa teoria perché la sua presenza nell'universo sembra agire come una sorta di “tensione” nel tessuto dello spazio-tempo, che spinge l’espansione dell’universo ad accelerare. È un comportamento che è in accordo con le equazioni di Einstein, ma che aggiunge una componente ancora misteriosa al contenuto del cosmo.

Perché questa scoperta potrebbe modificare l'attuale modello di comprensione dell'universo?

La forma più semplice di energia oscura fu ipotizzata dallo stesso Einstein, e si chiama “costante cosmologica”: è una forma di energia associata allo spazio vuoto la cui densità non varia nel tempo. Finora, questa è stata la spiegazione più accreditata per l'accelerazione dell’espansione cosmica.

Se invece si confermasse che la densità dell’energia oscura cambia nel tempo, ciò avrebbe conseguenze significative sull'espansione e sul destino futuro dell'universo, che potrebbe iniziare a contrarsi invece di espandersi all'infinito.

Se confermata, questa scoperta significherebbe che l'energia oscura non è una costante, corretto? Questo potrebbe mettere in qualche in modo in discussione la teoria di Einstein?

Se l'energia oscura non fosse una costante, ciò potrebbe sollevare nuove domande sul comportamento della gravità e sull'evoluzione dell'universo, ma non necessariamente mettere in discussione la teoria della Relatività generale di Einstein. Tuttavia, potrebbe richiedere l'introduzione di nuovi modelli o modifiche alla relatività per spiegare l'evoluzione variabile dell'energia oscura.

Gli studiosi parlano dell'ipotesi che l'universo finirà in "Big Bang inverso" o "Big Crunch". Cosa significa e cosa cambia rispetto all'attuale modello di spiegazione dell'universo?

Questi termini si riferiscono all'ipotesi che l'universo possa giungere a una fase di contrazione, contrariamente all'espansione che osserviamo oggi. Un "Big Crunch" implica che l'universo si contragga fino a collassare su sé stesso, mentre un "Big Bang inverso" suggerirebbe un ritorno a una singolarità simile a quella dell'inizio dell'universo. Queste ipotesi contrastano con l'attuale modello cosmologico standard che prevede un'espansione infinita, accelerata dall'energia oscura.

Grazie a strumenti come il DESI abbiamo buone possibilità di migliorare le nostre conoscenze in tempi relativamente brevi?

Il DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) è un potente strumento per mappare l'universo su grande scala, osservando miliardi di galassie. Uno strumento simile, il satellite Euclid dell’ESA, sta attualmente raccogliendo dati. La capacità di questi strumenti di misurare la distanza delle galassie con precisione e studiare l'evoluzione dell'universo potrebbe offrire nuove informazioni cruciali per comprendere meglio l'energia oscura e il suo comportamento, aiutando a risolvere molte delle domande aperte.