Un po’ di luce sull’energia oscura

Illustrazione di due stelle di neutroni che si fondono. Le increspature nella griglia dello spazio-tempo rappresentano le onde gravitazionali prodotte dallo scontro, mentre i fasci luminosi mostrano i lampi di raggi gamma esplosi pochi secondi dopo le onde gravitazionali. Sono inoltre raffigurate vorticose nubi di materiale espulso dalle stelle in fusione, nubi che si illumineranno di luce a diverse lunghezze d’onda. Crediti: NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

Uno studio su Physical Review Letters passaal vaglio diverse teorie sulla natura dell’energia oscura, alla luce della recente prima osservazione contestuale di onde gravitazionali ed elettromagnetiche provenienti dalla fusione di una coppia di stelle di neutroni. Come al solito, vince Einstein.

Il recente annuncio della prima osservazione di una fusione tra due stelle di neutroni sia attraverso le onde gravitazionali che elettromagnetiche emesse dall’evento Gw 170817, registrato il 17 agosto scorso, ha letteralmente aperto una nuova finestra di osservazione dell’universo. Un nuovo studio, pubblicato su Physical Review Letters, ha ora analizzato come tale, straordinaria, osservazione abbia di fatto sfoltito le innumerevoli teorie riguardo la natura della cosiddetta energia oscura.

Energia oscura è il nome con cui i fisici definiscono – in attesa di darne una spiegazione convincente – la forza misteriosa che mantiene l’espansione dell’universo in continua accelerazione, funzionando come una sorta di antigravità. In estrema sintesi, se la gravità agisce a livello macroscopico per tenere insieme la materia, l’energia oscura fa di tutto per separarla.

La fusione delle due stelle di neutroni ha scosso per un breve istante lo spazio-tempo circostante, dando origine a un impulso di onde gravitazionali, che hanno viaggiato nello spazio per 130 milioni di anni prima di essere rilevate sulla Terra dagli interferometri Ligo e Virgo. La fusione ha prodotto anche una serie di onde elettromagnetiche, tra cui un primo, intenso, bagliore di luce gamma, rilevato dai satelliti Fermi e Integral quasi in contemporanea con le onde gravitazionali, appena due secondi dopo.

Il fatto che onde gravitazionali ed elettromagnetiche siano arrivate pressoché assieme dopo un viaggio così lungo nello spazio rappresenta, fra le innumerevoli cose, un test importante per le diverse teorie attualmente in ballo per spiegare l’energia oscura.

I due autori del nuovo studio spiegano come da questo test siano uscite vincenti le teorie più semplici. Come la costante cosmologica, introdotta nientemeno che da Albert Einstein un secolo fa all’interno del suo lavoro sulla relatività generale. Questa e altre teorie simili e derivate presuppongono che l’energia oscura sia costante sia nello spazio che nel tempo, influenzando alla stessa maniera onde gravitazionali ed elettromagnetiche. Come risulta, appunto, dall’osservazione del 17 agosto.

Anche alcune teorie più complicate o “esotiche” possono reggere la prova della fusione tra stelle di neutroni. Per esempio la cosiddetta massive gravity – che assegna una massa a un’ipotetica particella elementare chiamata gravitone – può risultare corretta se il gravitone ha una massa molto piccola.

I ricercatori notano infine come tutta una classe di teorie, complessivamente note come teorie scalare-tensore, siano messe in seria difficoltà dalle evidenze osservative raccolte durante l’evento di fusione. Fra le teorie che dovrebbero ricorrere a qualche aggiustamento per non essere scartate vengono citate Einstein-aether, simil-MOND, Galileon e Horndeski.

Stefano Parisini

media.inaf.it

 

Un po’ di luce sull’energia oscura ultima modifica: 2017-12-29T19:05:22+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)