Sulla natura del Cosmo
Uno degli argomenti piú discussi nella storia della scienza é quello sulla natura del nostro Universo. Passando dal modello aristotelico-tolemaico ai modelli attuali, grazie all'ausilio di strumenti sempre piú raffinati, dall'analisi matematica alle simulazioni, dai primi cannocchiali ai telescopi odierni, stiamo riuscendo passo dopo passo a conoscere in maniera piú approfondita il Cosmo e la sua evoluzione.
Facciamo una breve panoramica sulla storia e la composizione del nostro Universo. Secondo la teoría attualmente piú accreditata, chiamata Lambda-CDM, il Cosmo in cui viviamo pare essere "nato" circa 14 miliardi di anni fa, a seguito di una espansione estremamente rapida (il Big Bang) durante la quale per tutta una serie di meccanismi si sono formate galassie, stelle, pianeti e cosí via, e che dura tutt'oggi senza esaurirsi. Anzi, sembra in realtá accelerare! Per spiegare questo, serve ricordare rapidamente la composizione Cosmo.
L'Universo sembra essere composto (arrotondando) in questa maniera: per il 5% dalla materia ordinaria (protoni, neutroni e così via), per il 25% da materia oscura, ossia un tipo di particelle e/o oggetti che non riusciamo a vedere, e per il restante 70% da energia oscura. Quest'ultima componente è un'ipotetica forma di energia responsabile dell'espansione accelerata dell'Universo. L'accelerazione é dovuta al fatto che l'effetto netto dell'energia oscura sulla struttura del Cosmo diventa sempre piú forte man mano che questo si espande, in quanto il meccanismo che sembra generarla sembra tenere constante la sua densitá all'aumentare del volume.
Tuttavia, la natura di questa energía risulta tutt'ora sconosciuta. Per questo motivo, da 25 anni a questa parte, numerosi esperimenti sono nati per far luce su questo mistero. Uno di questi, al quale il sottoscritto partecipa, é chiamato Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), un progetto finanziato da 17 Stati, al quale lavorano circa 900 scienziati da tutto il mondo e diretto dal Lawrence Berkeley National Laboratory dell'Universitá della California. Questo esperimento, che in questo momento sta completando il terzo anno di raccolta dati, si avvale di un sofisticato spettrometro (necessario per analizzare la firma luminosa degli oggetti), capace di studiare la luce di 5000 galassie alla volta e montato sul Mayfall Telescope in Arizona, un telescopio di 4 metri di diametro. L'obiettivo é quello di costruire la piú grande mappa 3D del nostro Universo, coprendo circa tutto l'emisfero nord della volta celeste, con una profonditá che va dal miliardo ai circa 12 miliardi di anni luce (un anno luce sono circa 9500 miliardi di chilometri, cioé la distanza percorsa dalla luce in un anno). Sfruttando questa mappa si pensa di poter studiare l'energia oscura e le sue caratteristiche, la velocitá di espansione e la composizione dell'Universo, capire meglio la sua evoluzione e capire se i modelli attuali descrivono correttamente il Cosmo.
Con il solo primo anno di osservazioni, siamo riusciti a mappare e studiare circa 6 milioni di oggetti tra galassie, nubi di gas e quasars (galassie estremamente lontane e con un nucleo particolarmente attivo). Al momento, ci si è concentrati nello studiare quelle che si chiamano oscillazioni acustiche di barioni, particolari "cicatrici" negli ammassi di galassie, lasciate da fenomeni avvenuti nelle "primissime" fasi dopo il Big Bang. Da esse si ricavano importanti informazioni sulla quantitá di materia, sia ordinaria che oscura, presente nel Cosmo, oltre che sull'evoluzione di queste strutture. Recentemente sono stati pubblicati i risultati relativi al primo anno di osservazioni di DESI, e alcuni di questi risultano piuttosto entusiasmanti dal punto di vista scientifico. Oltre ad aver ottenuto un nuovo valore di riferimento per la velocitá di espansione dell'Universo, e un nuovo valore limite (il piú basso di sempre) per la massa del neutrino (tuttora ignota), pare che i dati raccolti preferiscano un modello dove l'effetto dell'energia oscura stia lentamente diminuendo, mettendo parzialmente in crisi la nostra attuale visione del Cosmo.
Tuttavia, prima di urlare alla rivoluzione, sará necessario revisionare l'analisi ed effettuare altri studi, in modo da poter escudere tutte le possibili fonti di errore. Non ci resta che continuare a studiare!
Nicola Deiosso