Le più grandi strutture cosmiche sono "troppo grandi" per le teorie

Il Giornale Online
di Stephen Battersby

Lo spazio è decorato con vasti “iperclusters” di galassie, suggerisce una nuova mappa cosmica. Potrebbe significare che la gravità o l'energia oscura – o forse qualcosa di completamente sconosciuto – si comporti molto stranamente. Sappiamo che l'universo era omogeneo dopo la sua nascita. Le misurazioni dello sfondo di radiazioni cosmiche (CMB), la luce emessa 370.000 anni dopo il big bang, rivelano solo leggere variazioni di densità da punto a punto. La gravità quindi ha fatto presa e ha amplificato queste variazioni nelle odierne galassie e gruppi di galassie, che a loro volta si sono organizzate in grandi filamenti e nodi detti supercluster, con delle zone relativamente vuote fra loro. Su scale ancora superiori i modelli cosmologici dicono che l'espansione dell'universo dovrebbe vincere l'effetto della gravità. Significa che dovrebbero esserci piccole strutture in scale superiori a qualche centinaia di milioni di anni luce. Però così non sembra. Shaun Thomas dell'University College London (UCL) e colleghi, hanno scoperto aggregazioni di galassie che si estendono oltre 3 miliardi di anni luce. Gli iperclusters non sono ben definiti, con solo una leggera variazione in densità da punto a punto, ma persino questo contrasto di densità è il doppio di quanto predetto dalla teoria. “Questo è una sfida per i modelli cosmologici standard”, dice Francesco Sylos Labini dell'Università di Roma, Italia, che non era coinvolto nel lavoro.

Guida del colore

La rugosità emerge da un enorme catalogo di galassie detto Sloan Digital Sky Survey, compilato col telescopio Apache Point, in Nuovo Messico. L'indagine traccia le posizioni bidimensionali delle galassie per un quarto del cielo. “Prima di questa indagine, le persone guardavano le aree piccole”, dice Thomas. “Guardando meglio, inizi a vedere strutture più grandi.” Una immagine 2D del cielo non può rivelare la vera grande struttura nell'universo. Per avere l'immagine piena, Thomas e i suoi colleghi, hanno anche usato il colore delle galassie registrato. Le galassie più distanti appaiono sul rosso rispetto a quelle più vicine, perchè la loro luce è stata portata a lunghezze d'onda più lunghe nel viaggiare in un universo in espansione. Selezionando una varietà di vecchie e luminose galassie ellittiche dal colore naturale ben conosciuto, il team ha calcolato approssimate distanze per più di 700.000 oggetti. Il risultato è una mappa 3D approssimativa di un quadrante dell'universo, che mostra i confini sfumati di alcune strutture enormi.

Coagulando l'energia oscura

Il risultato suggerisce qualche profondo fenomeno fisico nuovo, che forse riguarda l'energia oscura – la misteriosa entità che accelera l'espansione dello spazio. L'energia oscura è solitamente considerata uniforme nel cosmo. Se potesse invece concentrarsi in alcune aree, allora la sua forza respingente potrebbe allontanare la materia vicina, creando questi schemi giganti. In alternativa, forse dovremmo estendere la nostra comprensione della gravità oltre la teoria generale della relatività di Einstein. “Potrebbe essere che ci serva una teoria più generale per spiegare come la gravità funzioni su scale molto grandi”, dice Thomas. Una risposta più semplice potrebbe emergere. Usare il colore per trovare la distanza è tecnica molto sensibile all'errore osservativo, dice David Spergel della Princeton University. Polveri e stelle nella nostra galassia potrebbero confondere i dati, per esempio. Benchè il team dell'UCL abbia fatto dei controlli per questo tipo di errori, Thomas ammette che il risultato potrebbe derivare dall'effetto delle stelle nello sfondo che maschererebbero o mimerebbero le galassie distanti.

Struttura Frattale?

“Sarà essenziale confermare tutto questo con un'altra tecnica”, dice Spergel. La migliore soluzione sarebbe ottenere uno spettro dettagliato di un grande numero di galassie. I ricercatori potrebbero trovarne le distanze dalla Terra più precisamente, dato che saprebbero quanto la loro luce si è allungata o spostata sul rosso, per l'espansione dello spazio. Sylos Labini ha fatto una tale mappa usando un sottogruppo dei dati di Sloan. Rivela rugosità su scale inaspettatamente grandi, anche se non vaste come questa. Crede che l'universo possa avere una struttura frattale http://www.newscientist.com/article/mg19325941.600-is-the-universe-a-fractal.html, che appare simile in tutte le scale. Un ampio catalogo di spettro delle galassie di Sloan è stato assemblato in un progetto chiamato Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. Nel frattempo il Dark Energy Survey userà un telescopio in Cile per misurare i colori di galassie ancora più numerose, iniziando in Ottobre. Tali mappe possono portare gli iperclusters fuori dalla nebbia o fermarli nello stato di un miraggio mostruoso.

Studio scientifico: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i24/e241301
Immagine: Galassie, clusters e superclusters, solo dettagli locali? Credit – Springel et al./Virgo Consortium
Fonte: http://www.newscientist.com/article/dn20597-largest-cosmic-structures-too-big-for-theories.html

Tradotto da Richard per Altrogiornale.org

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Le più grandi strutture cosmiche sono "troppo grandi" per le teorie ultima modifica: 2011-07-11T17:59:26+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)