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MILANO - L’energia oscura esiste e provoca effetti evidenti. La prova l’ha raccolta il satellite Chandra della Nasa indagando un ammasso di galassie (Abel 85) distante 740 milioni di anni luce dalla Terra. La scoperta è frutto di un’indagine condotta dagli scienziati dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Boston che ha scandagliato 86 ammassi galattici proprio allo scopo di cercare traccia dell’energia oscura.
COSTITUISCE OLTRE IL 70% DELL'UNIVERSO - Questa forma di energia battezzata oscura perché non se ne conosce la natura riempie il 73% dell’Universo, un altro 23% è costituito da materia oscura, altrettanto da spiegare, mentre il restante 4 per cento è ciò che i nostri occhi e i satelliti vedono, cioè stelle, galassie e pianeti. La scoperta dell’energia oscura è recente e risale a dieci anni fa quando gli astronomi si sono resi conto di una forza che agiva in controtendenza rispetto alla gravità, fino allora incontrastata dominatrice del cosmo. In pratica si è visto che invece di rallentare la loro fuga secondo le regole dell’espansione, alcune galassie tendevano ad accelerare la corsa come se qualcosa le attirasse prepotentemente.
«L'ERRORE» DI EINSTEIN- L’idea teorica l’aveva avuta Einstein inventando la costante cosmologica per far quadrare i suoi conti sulla relatività generale e allo scopo di contrastare gli effetti della gravità. Ma pur avendola concepita non l’accettava definendola «il mio più grande errore». In realtà non sbagliava affatto e l’intuizione si dimostrava giusta alla fine degli anni Novanta del secolo scorso quando nel gennaio 1998 Saul Perlmutter dell’Università di Berkeley confermava gli indizi della strana energia.
LA PROVA - Ma raccogliere prove definitive è impresa ardua e da allora si lavora. Finalmente un passo importante si è compiuto con il satellite Chandra che scandaglia il cielo raccogliendo i raggi X lanciati dagli astri. E la prova dell’azione dell’energia sta nella constatazione che il cluster Abell 85 negli ultimi sette miliardi di anni non è evoluto ma è rimasto sempre uguale come se qualcosa gli impedisse di crescere. «Questo risultato potrebbe essere spiegato come l’arresto nello sviluppo dell’universo» precisa Alexey Vikhlinin del centro bostoniano. Conoscere la natura dell’energia oscura è uno dei più grandi problemi della scienza . Gli astronomi per iniziare a spiegarla immaginano due ipotesi: una modifica alla teoria della relatività generale di Einstein o l’accettazione della costante cosmologica secondo la quale c’è una densità dell’energia costante che riempie in modo omogeneo lo spazio. Le osservazioni di Chandra confermano la seconda possibilità e danno ragione a Einstein, anche contro il suo parere.
Giovanni Caprara, 17 dicembre 2008

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11,5 miliardi di anni fa, quando aveva un quarto delle dimensioni attuali, l'universo avrebbe subito un improvviso "congelamento", di fatto una transizione di fase, che potrebbe spiegare l'origine dell'energia oscura. Lo afferma un nuovo modello cosmologico proposto da Sourish Dutta della Vanderbilt University, e Stephen Hsu dell'Università dell'Oregon, che lo illustrano in una articolo pubblicato sulle "Physical Review D".
"Uno degli aspetti decisamente insoddisfacenti delle spiegazioni attualmente esistenti della materia oscura è che sono difficili da testare" dicono gli autori. "Noi abbiamo progettato un modello che può interagire con la materia normale e ha quindi conseguenze osservabili."
Il modello associa l'energia oscura alla cosiddetta energia del vuoto e, come altre teorie, ipotizza che sia lo stesso spazio la fonte dell'energia repulsiva che fa espandere l'universo. Un tempo si riteneva che l'energia dello spazio vuoto fosse in media pari a zero, ma per la meccanica quantistica lo spazio vuoto è ricolmo di coppie di particelle "virtuali" che spontaneamente vengono e sfuggono dall'esistenza troppo rapidamente per essere rivelate. Questa attività, osservano i ricercatori, si propone come possibile origine dell'energia oscura, dato che entrambe sono uniformemente diffuse nell'universo. In contrasto con le teorie che reintroducono la costante cosmologica di Einstein per dar conto dell'espansione sempre più rapida dell'universo, la nuova teoria appartiene a quelle che attribuiscono l'energia oscura a un nuovo tipo di campo, noto come "quintessenza", che si affiancherebbe a quelli elettromagnetico e gravitazionale, ma la cui intensità sarebbe uguale in tutto l'universo. Inoltre, questo campo avrebbe un'azione antigravitazionale.
Una delle conseguenza dell'ipotetica interazione della quintessenza con la materia normale è che ciò renderebbe probabile che il campo sia passato attraverso una transizione dei fase quando, circa 2,2 miliari di anni dopo il Big Bang l'universo si era sufficientemente raffreddato. Secondo i calcoli dei ricercatori la densità di energia del campo di quintessenza sarebbe rimasto a un livello decisamente elevato fino al momento della transizione di fase, per poi crollare improvvisamente ai più bassi livelli attuali.
Nella transizione di fase sarebbe stata rilasciata una frazione di energia oscura sotto forma di radiazione oscura e questo rilascio, non rilevabile dagli strumenti attuali, sarebbe tuttavia identificabile dai suoi effetti, e in particolare dal rallentamento secondo uno schema caratteristico nell'accelerazione dell'espansione dell'universo che esso dovrebbe aver prodotto in quella remota epoca. I ricercatori osservano che i dati che verranno raccolti nei prossimi 10 anni dalle campagne di osservazione da poco iniziate, volte a misurare la brillantezza delle supernove più distanti, dovrebbero permettere di rilevare il rallentamento previsto dal modello. Inoltre, acceleratori come il Large Hadron Collider (LHC) di Ginevra, dovrebbero essere in grado di produrre energie sufficienti a eccitare il campo di quintessenza e quindi a produrre nuove particelle esotiche. (gg)
(12 maggio 2009) © 1999 - 2009 Le Scienze S.p.A.

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