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Il sapere che viene dal vuoto

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Distribuzione della materia in una sezione cubica dell’universo. I filamenti blu rappresentano la materia (principalmente la materia oscura) e le regioni di spazio vuoto rappresentano i vuoti cosmici. Crediti: Wikimedia Common

Ci sono regioni nell’universo che contengono pochissime galassie, o addirittura nessuna. Sono note come vuoti cosmici e, secondo una nuova ricerca pubblicata su Physical Review D, possono aiutare a misurare l’espansione cosmica con una precisione molto maggiore di quanto sia stato possibile fare fino ad ora.

Lo studio ha esaminato la forma dei vuoti trovati nei dati della Sloan Digital Sky Survey (Sdss). I vuoti hanno forme diverse, ma poiché non hanno una direzione di allineamento privilegiata è stato possibile usarne un campione abbastanza grande come se fossero “sfere standard”, oggetti che in assenza di distorsioni dovrebbero apparire perfettamente simmetrici. Tuttavia, le forme osservate di queste sfere risultano essere distorte da spostamenti Doppler nei redshift delle galassie vicine, causati dai campi di velocità locali e dalla natura e quantità di materia oscura ed energia oscura, che di fatto costituiscono il 95 per cento dell’universo. Questa distorsione può essere modellata da un punto di vista teorico e il nuovo lavoro mostra che ora può essere misurata con precisione.

Il cambiamento nella forma dei vuoti causata dalle distorsioni Doppler e dagli effetti dell’energia oscura e della curvatura. Crediti: Dr. Seshadri Nadathur

La nuova misurazione della distorsione attorno ai vuoti ha utilizzato la Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (Boss) delle galassie appartenenti alla Sdss, progettata per misurare l’energia oscura e la curvatura dello spazio. Il metodo implementato sembra superi di gran lunga quello basato sulle oscillazioni acustiche barioniche standard (Bao) per la quale è stata progettata la surveyBoss. I nuovi risultati concordano con il modello più semplice di un universo piatto con una costante cosmologica associata all’energia oscura, e forniscono vincoli sulle teorie alternative.

«Questa misura migliora enormemente i precedenti risultati ottenuti da Boss», dice Seshadri Nadathur, ricercatore presso Institute of Cosmology and Gravitation (Icg) e primo autore dello studio. «La precisione raggiunta equivale a quella che si otterrebbe dai dati di un’ipotetica survey quattro volte più grande. Sta davvero aiutando a definire le proprietà dell’energia oscura».

«Tutto questo significa anche che i risultati scientifici attesi da missioni come Euclid dell’Agenzia spaziale europea e Desi (Dark Energy Spectroscopic Instrument), nei quali la comunità astronomica ha investito molte risorse, potrebbero essere persino migliori di quanto si è sempre pensato».

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