Nuovi dati dal sondaggio DESI riaffermano un precedente indizio che l’energia oscura potrebbe variare nel tempo.
Le stelle vorticano nel cielo in questa foto time-lapse del Telescopio Mayall presso il Kitt Peak National Observatory in Arizona, che sta conducendo il sondaggio DESI.
ANAHEIM, Calif. — Il cambiamento è nell’aria. Nuovi dati rafforzano un indizio che l’energia oscura, a lungo ritenuta una forza costante nell’universo, potrebbe cambiare nel tempo. L’energia oscura spiega l’osservazione che il tasso di espansione dell’universo sta accelerando. Ma le sue origini sono sconosciute. Si prevede tipicamente che abbia una densità costante nel corso dei miliardi di anni della storia dell’universo. Quindi, quando i ricercatori dello Strumento Spettroscopico per l’Energia Oscura, o DESI, hanno riportato nel 2024 che l’energia oscura potrebbe variare nel tempo basandosi sul loro primo anno di dati, ha scosso la cosmologia alle fondamenta.
Molti scienziati si aspettavano che il quadro standard prevalesse con ulteriori dati da DESI. Ma ciò non è accaduto. Invece, con tre anni di dati DESI, la preferenza per un’energia oscura variabile, o dinamica, è cresciuta.
“Sono scioccata,” dice la cosmologa Eleonora Di Valentino dell’Università di Sheffield in Inghilterra, che non è stata coinvolta nella ricerca. “Significa che davvero c’è la possibilità di una nuova fisica, ed è molto eccitante.”
DESI ha mappato le posizioni di oltre 14 milioni di galassie e quasar, i nuclei estremamente luminosi e attivi delle galassie distanti. I ricercatori hanno misurato un fenomeno chiamato oscillazioni acustiche barioniche, schemi a forma di anello impressi nel cosmo nell’universo primordiale. I ricercatori hanno combinato i loro dati con altri set di dati, inclusi cataloghi di stelle esplosive chiamate supernove e osservazioni della luce antica chiamata radiazione cosmica di fondo.
Insieme, i dati corrispondono meglio all’energia oscura dinamica rispetto al quadro standard, con una misura statistica grande fino a 4,2 sigma, a seconda dei dati utilizzati, riportano i ricercatori in un articolo pubblicato sul sito web di DESI il 19 marzo e in una conferenza al Global Physics Summit della American Physical Society. Questo si avvicina al benchmark comunemente richiesto per una scoperta, cinque sigma.
Ma il modello cosmologico standard con energia oscura costante, chiamato lambda CDM, non è escluso. “Quel lambda CDM, con tutti i suoi difetti, funziona davvero abbastanza bene,” dice il cosmologo Michael Turner dell’Università di Chicago, che non è stato coinvolto nella ricerca. DESI ha scoperto che il lambda CDM costante può spiegare i dati, ma un modello con energia oscura dinamica si adatta meglio ai dati.
“Sta diventando sempre più chiaro che il lambda CDM sta lottando per adattarsi ai dati delle oscillazioni acustiche barioniche in combinazione con altri set di dati, e che l’energia oscura dinamica potrebbe offrire una possibile soluzione a questo enigma,” ha detto il cosmologo Enrique Paillas dell’Università dell’Arizona a Tucson durante l’incontro dell’APS.
I ricercatori hanno eseguito una varietà di controlli incrociati, inclusa l’esclusione dei dati della radiazione cosmica di fondo o delle supernove. L’energia oscura dinamica ha comunque prevalso. Con il primo risultato, gli scienziati di DESI si chiedevano ancora se avessero trascurato qualche effetto sottile che avrebbe spiegato la sorpresa dell’energia oscura. “Eravamo tutti preoccupati che ci fosse qualcosa che era rimasto sotto il tappeto e non era stato scoperto,” dice la fisica di DESI Nathalie Palanque-Delabrouille del Lawrence Berkeley National Laboratory in California. “Ma ora… siamo molto più fiduciosi di aver esplorato tutte le opzioni possibili, e questo risultato… è davvero ciò che i dati ci stanno dicendo. Quindi questo è molto eccitante.”
Altri esperimenti peseranno presto sull’energia oscura. Il telescopio spaziale Euclid dell’Agenzia Spaziale Europea, lanciato nel 2023, ha rilasciato i primi dati il 19 marzo, osservando 26 milioni di galassie. “Per poter vedere se è una semplice costante cosmologica o qualcosa di più complesso, abbiamo bisogno di Euclid; dobbiamo guardare a tutta la storia cosmica,” dice l’astrofisico di Euclid Xavier Dupac dell’ESA. In futuro, gli scienziati di Euclid esamineranno come le galassie si raggruppano insieme in diverse epoche della storia dell’universo, utilizzando tali informazioni per capire come il cosmo si è espanso.
Il destino dell’universo potrebbe essere in gioco. Nel quadro standard degli scienziati, il cosmo si espande indefinitamente. Ma il futuro estremamente lontano potrebbe apparire diverso in un universo con energia oscura variabile. “L’universo potrebbe smettere di espandersi e poi ricollassare in un ‘Big Crunch’,” dice il fisico di DESI Mustapha Ishak-Boushaki dell’Università del Texas a Dallas, “qualcosa che negli ultimi 25 anni pensavamo fosse fuori discussione.”