Nuovo sondaggio suggerisce un’antica origine della Macchia Fredda

Fig.1 La mappa della radiazione cosmica di fondo (CMB) prodotta dal satellite Planck. I punti rossi rappresentano regioni leggermente più calde e i blu regioni più fredde. La Macchia Fredda è in evidenza, con coordinate negli assi x e y e la differenza di temperatura in milionesimi di grado nella scala in fondo. Crediti: ESA e Durham University.

Un supervuoto difficilmente spiega la “Macchia Fredda” nella radiazione cosmica di fondo, secondo i risultati di un nuovo sondaggio e questo lascia spazio a spiegazioni esotiche come una collisione tra universi. I ricercatori, guidati dal post-laureando Ruari Mackenzie e dal Prof. Tom Shanks presso il Centre for Extragalactic Astronomy della Durham University, hanno pubblicato i loro risultati nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. La radiazione cosmica di fondo (CMB), un residuo del Big Bang, copre l’intero cielo. Con una temperatura di 2,7° Kelvin sopra lo zero assoluto (o -270.43° Celsius), la CMB mostra alcune anomalie, inclusa una Macchia Fredda.

Questa caratteristica, più fredda di circa 0.00015° K rispetto a quella circostante, si pensava causata da un enorme vuoto, ampio miliardi di anni luce e contenente pochissime galassie. L’espansione accelerata dell’universo fa sì che i vuoti lascino leggeri redshifts sulla luce che lo attraversa a causa dell’effetto Sachs-Wolfe. Nel caso della CMB, questo viene osservato come impronte fredde ed è stato proposto che un vuoto molto ampio possa, in parte, causare la macchia fredda, fonte di tensione nei modelli della cosmologia standard. In precedenza, molte ricerche di un supervuoto connesse con la Macchia Fredda, hanno stimato le distanze dalle galassie usando i loro colori. Con l’espansione dell’universo, la luce delle galassie più distanti ha subito un redshift verso le lunghezze d’onda più lunghe, effetto conosciuto come redshift cosmologico.

Più è distante la galassia e maggiore è il redshift osservato, misurando i colori delle galassie, i loro redshifts e quindi le loro distanze, possono essere stimati. Tuttavia le misurazioni hanno un alto livello di incertezza. Nel nuovo lavoro, il team della Durham ha presentato i risultati di un sondaggio sui redshifts di 7000 galassie, raccolti in 300 per volta usando uno spettrografo posizionato sull’Anglo-Australian Telescope. Da questi dati ad alta fedeltà, Mackenzie e Shanks non vedono evidenza di un supervuoto in grado di spiegare la Macchia Fredda tramite la teoria standard.

Macchia Fredda

Fig. 2 La distribuzione 3-D delle galassie nello sfondo della Macchia Fredda, dove ogni punto è una galassia. La distribuzione (punti neri a destra) è confrontata a quella nell’area senza Macchia Fredda (punti rossi a sinistra). Il numero e la dimensione delle regioni a bassa densità di galassie in entrambe le aree sono simili, risulta quindi difficile spiegare l’esistenza della Macchia Fredda per la presenza di “vuoti”. Crediti: Durham University.

I ricercatori hanno invece scoperto che la regione della Macchia Fredda, che prima si pensava contenere pochissime galassie, è divisa in vuoti più piccoli, circondati da gruppi di galassie. Questa struttura a “bolle di sapone” è molto simile al resto dell’universo, come illustrato in Figura 2 dalla similarità visiva tra le distribuzioni di galassie nell’area della Macchia Fredda e una zona di confronto. Mackenzie ha commentato: “I vuoti che abbiamo rilevato non possono spiegare la Macchia Fredda in base alla cosmologia standard. Esiste la possibilità che qualche modello non-standard possa fornire una soluzione in futuro, ma i nostri dati pongono importanti restrizioni sui tentativi possibili”. Se non esiste davvero un supervuoto che possa spiegare la Macchia Fredda, le simulazioni del modello standard dell’universo calcolano 1 probabilità su 50 che la Macchia Fredda sia nata per puro caso.

Shanks ha aggiunto: “Questo significa che non possiamo escludere interamente che la Macchia sia causata da una fluttuazione improbabile spiegata dal modello standard. Però se questa non è la risposta, allora esistono spiegazioni esotiche. “Forse la più eccitante di queste è che sia causata da una collisione tra il nostro universo e un altro universo bolla. Se ulteriori analisi più precise della CMB proveranno che questa è la risposta, allora la Macchia Fredda può essere considerata come prima evidenza del multiverso e possono esistere miliardi di altri universi come il nostro”. Per il momento, possiamo solo dire che la mancanza di un supervuoto come spiegazione della Macchia Fredda ha portato ad uno sbilanciamento verso spiegazioni più insolite, che dovranno essere messe alla prova da osservazioni più dettagliate della CMB.

Articolo scientifico:
“Evidence against a supervoid causing the CMB Cold Spot”, R. Mackenzie, T. Shanks, M.N. Bremer, Y-C Cai, M.L.P. Gunawardhana, A. Kovacs, P.R. Norberg and I. Szapudi, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, in press.
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Nuovo sondaggio suggerisce un’antica origine della Macchia Fredda ultima modifica: 2017-05-02T17:29:09+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)