Una mappa dell'energia oscura potrebbe illuminare il destino dell'Universo

La mappa a cui stanno lavorando è appena al 10%, ed è già la più grande mappa 3D mai realizzata dell’Universo. Lo strumento che, installato su un telescopio modificato in Arizona, sta raccogliendo dati su 100.000 galassie ogni notte da 7 mesi si chiama DESI: il progetto durerà altri 5 anni, ed è destinato a rivelare preziose informazioni sull’Universo, e su come si stia espandendo.

La più grande mappa dell’Universo

La sempre crescente potenza degli strumenti di calcolo rappresenta uno strumento decisivo, quando si tratta di calcoli astronomici e legati all’astrofisica. In particolare, la potenza dei computer di ultima generazione consente di mettere insieme sterminate quantità di dati, che possono essere poi processati in immagini – come fu il caso della “prima foto di un buco nero” – oppure usati per produrre altri calcoli e simulazioni, come la nota Uchuu.

Le nuove possibilità tecnologiche stanno investendo di nuove potenzialità l’antichissima missione di compilare una mappa più dettagliata possibile dell’Universo, ed il progetto del Berkeley National Laboratory non fa eccezione.

Quel che rende il progetto diverso è che DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) è uno strumento nato non per costruire una semplice mappa del cosmo, ma per misurare gli effetti dell’energia oscura nel processo di espansione dell’Universo.

Come spiega Julien Guy, tra gli scienziati impegnati nel progetto, “nella distribuzione delle galassie in una mappa 3D si possono vedere grandi ammassi, filamenti e vuoti”: sono le più grandi strutture note dell’intero Universo, e “al loro interno si possono trovare le tracce dell’Universo primordiale e la storia della sua espansione”.

La nuova mappa individua la posizione di oltre 7 milioni e mezzo di galassie, superando di gran lunga l’ultimo record in tal senso, quello della Sloan Digital Sky Survey – che nel 2008 registrò l’allora incredibile numero di 930.000 galassie.

L’energia oscura e l’espansione dell’Universo

DESI può raccogliere le immagini spettroscopiche di milioni di galassie, ma non soltanto per farne la mappa più dettagliata mai disegnata del nostro Universo: al centro della ricerca vi è l’obiettivo di tracciare e misurare il “movimento” delle galassie.

Sappiamo che l’Universo è in espansione, e che le galassie si allontanano le une dalle altre ad una certa velocità, che gli scienziati chiamano velocità di precessione. La forza responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’Universo è stata individuata come energia oscura, una forza repulsiva di cui ancora si sa ben poco ma che è certo abbia un ruolo determinante nella vita delle galassie, delle stelle, dell’Universo. E del suo destino.

L’energia oscura costituisce più del 70% dell’energia totale dell’Universo osservabile ed è strettamente legata alla “costante cosmologica” della relatività generale di Einstein, la costante che definirebbe l’accelerazione cui l’Universo si sta allargando.

Per calcolare la velocità a cui gli oggetti celesti si allontanano da noi, si misura il cosiddetto “spostamento verso il rosso”, il redshifting: gli oggetti che si allontanano dalla nostra vista emettono onde sempre più allungate, dalla frequenza sempre più bassa, spostando lo spettro della luce visibile verso il rosso. Più velocemente si muove una galassia in allontanamento, maggiore sarà il redshifting.

DESI riesce a misurare proprio questo: la possibilità di analizzare lo spettro della luce emessa da ogni galassia consente agli scienziati di determinare quanto questa sia spostata verso il rosso, determinandone la velocità di allontanamento e con ciò potenzialmente contribuendo a stabilire la velocità a cui l’Universo si sta espandendo.

“Lo scopo della nostra ricerca” ha affermato Guy “è misurare le tracce delle onde nel plasma primordiale” per indagare fino alle origini dell’Universo: “è stupefacente che possiamo rilevare gli effetti di queste onde miliardi di anni dopo” conclude il ricercatore.

DESI sta catalogando lo spostamento verso il rosso di 2 miliardi e mezzo di galassie ogni mese, ed il progetto sarà concluso soltanto nel 2026, quando avremo a disposizione i dati di oltre 35 milioni di galassie.