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    Ecco come il telescopio dell'ESA Euclid visualizzerà la materia oscura

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Come puoi vedere qualcosa di invisibile? Bene, con Euclide! Questo futuro telescopio dell'ESA mapperà la struttura dell'universo e ci insegnerà di più sulla materia oscura invisibile e sull'energia oscura. Il coordinatore scientifico di Euclid e l'astronomo di Leiden Henk Hoekstra spiega come funziona.

    Perché supponiamo che la materia oscura esista, se non l'abbiamo mai visto o addirittura misurato? "Stiamo orbitando intorno al centro della nostra galassia a 220 chilometri al secondo, " dice Hoeksta. Una velocità bizzarra, che fortunatamente non ci accorgiamo. Ancora, sta succedendo qualcosa di strano. "In base al numero di stelle nella nostra Via Lattea, le stelle ai margini della Via Lattea dovrebbero avere una velocità molto più bassa, ma si muovono veloci come il Sole. Eppure queste stelle non vengono lanciate nell'universo. Qualcosa li tiene insieme".

    Fondamentalmente, ci può essere una sola spiegazione:c'è materia che non puoi vedere, ma questo esercita una gravità extra. In altre parole, materia oscura. Hoekstra:"O la teoria della gravità è sbagliata. Ma tutto indica che esiste la materia oscura, solo che ancora non sappiamo cosa sia. Quello che sappiamo è che non assorbe la luce né interagisce con essa. Quindi questo lo rende letteralmente invisibile." Se questo non è abbastanza strano:dal 1998 sappiamo che l'espansione dell'universo sta accelerando. Per spiegarlo è necessario un ingrediente ancora più misterioso:"energia oscura, "un termine che racchiude semplicemente tutte le idee che astronomi e fisici stanno attualmente studiando.

    Perché abbiamo bisogno di Euclide?

    "Abbiamo alcune lacune nella conoscenza e queste non possono essere colmate con le osservazioni esistenti. Quindi l'unico modo per procedere è prendere misurazioni migliori". Ed è qui che entra in gioco Euclide, il satellite che l'Agenzia Spaziale Europea lancerà nel 2022. A una distanza di 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, Euclid mapperà un terzo del cielo. Quindi possiamo rispondere a domande come:come si forma la struttura nell'universo sotto l'influenza della gravità? Come è distribuita tutta la materia nell'universo? E come cambia nel tempo? Hoekstra:"Una risposta all'ultima domanda ci consente di testare direttamente i modelli per l'energia oscura".

    Hoekstra è uno dei quattro coordinatori cosmologici e leader del progetto "lente debole". "Indagheremo come la materia oscura distorce lo spazio, " lui dice.

    In questo film TED-Ed di cinque minuti, James Gillies spiega cosa sono la materia oscura e l'energia oscura.

    L'universo è come un serbatoio d'acqua pieno di monete

    Ma come funziona? Hoekstra continua:"La massa distorce lo spazio e il tempo intorno a sé. Puoi misurare quell'effetto, anche se non riesci a vedere la materia oscura." Usa un'analogia illuminante per spiegarlo. "Paragonalo a un serbatoio d'acqua contenente una moneta. Se tocchi quel contenitore, l'acqua increspa e deforma la moneta. Scatta diverse foto della moneta e vedrai che la moneta ha un aspetto diverso ogni volta."

    Credito:Università di Leiden

    "Supponiamo di avere molte monete e di sapere che originariamente sono rotonde, poi puoi capire quanta acqua c'è in quel serbatoio." Con la materia oscura è esattamente lo stesso, dice il cosmologo. "La materia oscura provoca una leggera deformazione delle galassie sullo sfondo. Possiamo misurare tale distorsione con Euclid calcolando la media delle forme di quante più galassie possibile".

    Più sono e meglio è

    Più materia oscura c'è da qualche parte, più le galassie sottostanti sono distorte. In questo modo, puoi determinare la distribuzione della materia oscura nell'universo. Ma prima, sono necessarie molte immagini nitide. "Più galassie misuriamo, più affidabili sono i risultati. Quindi stiamo parlando di big data, non solo per la quantità di dati, ma anche per la loro complessità. Il numero di immagini che il telescopio Hubble ha raccolto negli ultimi 25 anni è quello che raccoglieremo tra pochi giorni".

    La più grande collaborazione di astronomia di sempre

    Non solo la quantità di dati è grande, così è il numero di astronomi che partecipano a Euclid. "È la più grande squadra di astronomia del mondo, con circa 1500 scienziati, ingegneri, e tecnici. Però, il numero di astronomi che beneficeranno di Euclid sarà molto maggiore:i dati saranno eventualmente pubblicati pubblicamente e potranno essere utilizzati per vari scopi, come scoprire i quasar più distanti e identificare stelle massicce nelle galassie vicine. "All'inizio, i dati saranno disponibili solo per i partecipanti Euclid, dopodiché avremo i cosiddetti rilasci di dati. Per dare alle persone un'idea dei primi risultati, avremo anche alcune versioni rapide. E quelli saranno fenomenali, "dice Hoekstra.


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