Secondo le nostre attuali stime, l’energia oscura costituisce circa il 70% dell’universo, con materia e materia oscura che costituisce il resto. Non si può negare che l’energia oscura sia confusa, ma non essere allarmato – anche Einstein non l’ha capito (ne parleremo più avanti). Le recenti osservazioni hanno cambiato la nostra comprensione dell’energia oscura e, per estensione, l’universo stesso.
Prove per l’energia oscura: espansione universale
La teoria del Big Bang suggerisce che l’universo era un tempo molto piccolo e da allora si è espanso. Dagli anni ’60, abbiamo avuto prove conclusive di questa espansione.
Il nostro primo pezzo di prova deriva dall’osservazione del tipo IA supernovae, esplosioni di stelle alla fine della loro vita con luminosità nota. Misurando questa luminosità, possiamo determinare quanto sono lontane altre galassie. In secondo luogo, quasi tutte le galassie distanti sembrano ritirarsi dalla Terra. Questo viene misurato osservando il cambiamento nella lunghezza d’onda della luce che emettono, indicato come spostamento verso il rosso. Ancora più importante, la recessione di galassie lontane – e quindi l’espansione dell’universo – sembra accelerare: più lontano sono, più velocemente si stanno allontanando.
Ma questo non si allinea affatto alla nostra comprensione della fisica. La gravità non dovrebbe mettere tutto insieme? È qui che entra in gioco l’energia oscura. Non conosciamo ancora la natura esatta dell’energia oscura; Potrebbe essere intrinseco di energia per lo spazio vuoto, o forse una modifica della gravità legata alla materia oscura. “Dark Energy” è semplicemente il termine che diamo all’effetto che si oppone alla gravità e guida l’espansione accelerata dell’universo.
Il più grande errore di Einstein: la costante cosmologica
Dobbiamo ringraziare Einstein per la meraviglia di Christopher Nolan Interstellareun favorito di Natsci. La sua teoria della relatività generale rimane la nostra migliore descrizione della gravità e la sua capacità di distorcere lo spaziotempo. Tuttavia, Einstein era limitato dalle prove sperimentali dei suoi tempi.
“Einstein alla fine ha rimosso la costante cosmologica, descrivendola come il suo” più grande errore “”
Le equazioni sul campo matematicamente eleganti di Einstein mettono in relazione la geometria dello spaziotempo alla distribuzione della materia al suo interno. Queste equazioni hanno suggerito che l’universo si stava espandendo nel tempo. Per tenere conto di un universo statico – così come la convinzione prevalente all’epoca – Einstein ha aggiunto un termine, λ, alle sue equazioni: la costante cosmologica. Lo fece a malincuore, credendo troppo inelegante per esistere in natura. Il problema con un universo statico è che sarebbe instabile per eventuali cambiamenti nella distribuzione della densità della materia, a differenza del nostro universo.
Einstein alla fine rimosse la costante cosmologica, descrivendola come il suo “più grande errore” e non riuscendo ad accettare che le sue equazioni prevedessero un universo che doveva espandere o contrarre.
La fine sta arrivando?
Sei stato ingannato. Nuovi dati di DESI (lo strumento spettroscopico di energia oscura) suggeriscono che l’energia oscura sta diventando più debole. Il rapporto iniziale, diversi mesi fa, ha fallito la regola d’oro della fisica: una nuova scoperta deve essere basata su dati che deviano almeno cinque deviazioni standard dalla media. Alcune settimane fa, è cambiato. Desi ha confermato usando un set di dati molto più grande che la costante cosmologica è diminuita per gli ultimi eoni.
“Se l’energia oscura si sta indebolendo, è ovvio che alla fine la gravità diventerà dominante e l’universo inizierà a contrarre”
Se l’energia oscura si sta indebolendo, è ovvio che alla fine la gravità diventerà dominante e l’universo inizierà a contrarre. In uno scenario del genere, l’universo sarebbe tornato in una singolarità, proprio quando è iniziato con il Big Bang. Questa teoria è definita la grande scricchiolio.
L’opinione dell’universo dell’astrofisico
Ora conosci le giustificazioni sperimentali e matematiche per un universo in espansione e il ruolo che l’energia oscura svolge. Quindi dobbiamo chiedere: Riesci a sentire la musica?
L’universo si sta espandendo e le parti più distanti che abbiamo misurato si ritirano più velocemente della velocità della luce. La prospettiva di Star Wars Hyperdrives rimane fantasy, quindi non raggiungeremo mai quelle regioni. Siamo confinati al nostro “universo osservabile”, un globo cosmico di neve da cui l’umanità non può mai sfuggire. Pone la domanda: possiamo usare la nostra conoscenza dell’universo osservabile per spiegare l’intero universo? O siamo condannati a rimanere per sempre nel buio?
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