L’Espansione dell’Universo Rivelata dalle Onde Gravitazionali

04 Nov 2018 L’Espansione dell’Universo Rivelata dalle Onde Gravitazionali

Secondo i ricercatori dell’University of Chicago sarà possibile entro cinque o dieci anni ottenere una misurazione accurata del tasso di espansione del cosmo, sfruttando la rilevazione di onde gravitazionali. Si tratta di uno dei traguardi più importanti della moderna cosmologia, dal momento che è necessario conoscere questa misura per stimare l’età e l’evoluzione dell’Universo.

Più le galassie sono lontane, più velocemente si allontanano da noi, come conseguenza dell’espansione dello spazio. Misurando accuratamente la velocità di espansione del cosmo, gli astronomi possono ricostruire un quadro dell’evoluzione del cosmo, dedurre la sua composizione e scoprire indizi fondamentali sul suo destino finale.  Per calcolare il tasso a cui l’Universo si sta espandendo, gli scienziati hanno bisogno di due valori. Uno è la distanza di un oggetto remoto, l’altra è la velocità a cui l’oggetto si allontana da noi a causa dell’espansione. Mentre la prima quantità, cioè la distanza, non è facile da misurare, la seconda può essere stimata misurando lo spostamento delle righe presenti nello spettro della luce emessa dall’oggetto.

Il problema è che i due metodi principali per misurare la famosa Costante di Hubble forniscono risultati incompatibili. Un metodo è diretto, basato su misurazioni di alcune stelle particolari nell’Universo locale, utilizzate come marcatori di distanza. L’altro metodo utilizza il fondo cosmico a microonde, per cui si basa sulla realtà dell’Universo primordiale. Recenti risultati, basati sulla distanza di variabili Cefeidi nella Via Lattea, hanno reso ancora più marcata la differenza rispetto al valore derivato dai dati del satellite Planck dell’ESA, che mappa il fondo cosmico a microonde, dati relativi all’espansione dell’Universo primordiale e risalenti a 380.000 anni dopo il Big Bang. Sembra che le previsioni basate sui dati di Plank non siano concordi con le ultime misurazioni relative al vicino Universo, e che la discordanza sia diventata una vera e propria incompatibilità tra le nostre visioni del giovane Universo e di quello attuale. “Si tratta attualmente di questione fondamentale della cosmologia”, afferma Hsin-Yu Chen, primo autore dello studio. Ma la rilevazione di onde gravitazionali potrebbe fornire una terza via.

Il metodo di misurazione della distanza tramite onde gravitazionali è infatti completamente indipendente dagli altri due. La questione è la frequenza a cui gli scienziati possono catturare questi eventi e la validità dei dati ricavati da essi. Secondo lo studio una volta ricavati i dati da 25 fusioni di stelle di neutroni, gli scienziati potranno misurare l’espansione dell’Universo con una precisione dell’ordine del 3 percento. Con 200 rilevazioni, il margine scende all’1 percento, risultato che potrebbe essere ottenuto entro una decina di anni. “È stato sorprendente per me ciò che abbiamo ottenuto dalle simulazioni”, spiega Chen. “È apparso chiaro che potremmo raggiungere questa precisione, e anche velocemente”. I risultati potrebbero far luce anche sul comportamento della misteriosa energia oscura, ritenuta responsabile dell’espansione accelerata del cosmo.

Nell’immagine rappresentazione artistica della fusione di due stelle di neutroni
Credit: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

https://eurekalert.org/pub_releases/2018-10/uoc-i5y102218.php

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