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    Nuova luce su materia barionica e gravità su scale cosmiche

    La presenza di gas ionizzato attorno alle galassie con movimenti con esse lascia una traccia nella radiazione di fondo a microonde (pannello di sinistra) che può essere rilevata conoscendo l'andamento delle velocità delle galassie fornito dalla mappa delle fluttuazioni nel loro redshift (pannello di destra). Credito:Carlos Hernández-Monteagudo (IAC).

    Gli scienziati stimano che la materia oscura e l'energia oscura insieme siano circa il 95% del materiale gravitazionale nell'universo mentre il restante 5% è materia barionica, che è la materia "normale" che compone le stelle, pianeti ed esseri viventi. Però, per decenni, quasi la metà di questa materia non è stata trovata. Ora, utilizzando una nuova tecnica, un team che comprende ricercatori dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha dimostrato che questa materia barionica "mancante" riempie lo spazio tra le galassie come calda, gas a bassa densità. La stessa tecnica fornisce anche un nuovo strumento che mostra che l'attrazione gravitazionale sperimentata dalle galassie è compatibile con la teoria della relatività generale. Questa ricerca è pubblicata oggi in tre articoli sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

    Nella progettazione di questa nuova tecnica, i ricercatori hanno analizzato i cambiamenti nello spettro elettromagnetico verso il rosso mentre le galassie si allontanano da noi. Nell'universo, le sorgenti che si allontanano mostrano uno spettro più rosso, e quelli che si avvicinano si spostano verso il blu. Questo effetto fornisce dati essenziali per la moderna cosmologia. Quasi un secolo fa, Edwin Hubble ha scoperto che gli spostamenti verso il rosso delle galassie sono più alti quanto più sono lontane, e questa fu la prova iniziale che alla fine portò al modello del Big Bang dell'universo. Da allora questi redshift sono stati usati per trovare le distanze delle galassie e per costruire mappe tridimensionali della loro distribuzione nell'universo.

    Nel lavoro che riportiamo qui è stato sviluppato un nuovo metodo, che studia le statistiche degli spostamenti verso il rosso delle galassie, senza convertirli in distanze. Nel loro primo articolo, il team mostra che queste mappe sono sensibili all'attrazione gravitazionale tra le galassie su scale cosmologiche. In un secondo articolo, lo stesso team ha confrontato le mappe con le osservazioni del fondo cosmico a microonde, creando il primo censimento completo della materia barionica oltre il 90% della vita dell'universo.

    "La maggior parte di questa materia ordinaria è invisibile per noi perché non è sufficientemente calda per emettere energia. Tuttavia, utilizzando mappe dei redshift delle galassie, scopriamo che tutta questa materia riempie lo spazio tra di loro, " spiega Jonás Chaves-Montero, ricercatore presso il Donostia International Physics Center (DIPC) e primo autore di questo articolo.

    Finalmente, come riportato in un terzo articolo, i ricercatori hanno anche utilizzato le mappe del redshift delle galassie per studiare la natura della gravità. "In contrasto con gli approcci precedenti, il nostro nuovo metodo non si basa su alcuna conversione del redshift in distanza, e si è dimostrato robusto contro il rumore e le impurità dei dati. Grazie a ciò, ci permette di concludere con elevata precisione che le osservazioni sono compatibili con la teoria della gravità di Einstein, "dice Carlos Hernández-Monteagudo, un ricercatore IAC che è il primo autore di questo terzo articolo.


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