Di recente c'è stato un turbinio di commenti che ipotizzano che l'accelerazione dell'universo in espansione potrebbe non essere reale, dopotutto.

Segue la pubblicazione questo mese di un nuovo sguardo alle supernovae nel nostro universo, che secondo i ricercatori danno solo una "rilevazione marginale" dell'accelerazione dell'universo.

Questo sembra essere un grosso problema, perché il Premio Nobel 2011 è stato assegnato ai leader di due squadre che hanno usato le supernovae per scoprire che l'espansione dell'universo sta accelerando.

Ma non ho mai visto una tale tempesta in una tazza da tè. La nuova analisi, pubblicato in Rapporti scientifici , cambia a malapena il risultato originale, ma dà una svolta diversa (e secondo me fuorviante).

Allora perché questo nuovo articolo afferma che il rilevamento dell'accelerazione è "marginale?"

Bene, è marginale se si utilizza solo un singolo set di dati. Dopotutto, la maggior parte delle grandi scoperte sono inizialmente marginali. Se fossero più evidenti, sarebbero stati scoperti prima.

La prova, finora

I dati della supernova da soli potrebbero, solo un leggero tratto, essere coerente con un universo che non accelera né decelera. Questo è noto sin dalla scoperta originale, e non è in discussione.

Ma se aggiungi anche un'altra informazione, ad esempio, quella materia esiste - allora non c'è niente di marginale. È chiaramente necessaria una nuova fisica.

Infatti, se l'universo non accelerasse o decelerasse affatto, che è una vecchia proposta rivisitata in questo nuovo documento, sarebbe ancora necessaria una nuova fisica.

In questi giorni il punto importante è che se prendi tutti i dati della supernova e li butti nel cestino, abbiamo ancora ampie prove che l'espansione dell'universo accelera.

Per esempio, in Australia abbiamo realizzato un progetto chiamato WiggleZ, che in cinque anni ha effettuato un rilevamento delle posizioni di quasi un quarto di milione di galassie.

Lo schema delle galassie non è in realtà casuale, quindi abbiamo usato questo schema per stendere efficacemente la carta a griglia sull'universo e misurare come le sue dimensioni cambiano nel tempo.

L'utilizzo di questi dati da soli mostra che l'universo in espansione sta accelerando, ed è indipendente da qualsiasi informazione sulla supernova. Il premio Nobel è stato assegnato solo dopo che questo e molte altre tecniche di osservazione hanno confermato i risultati della supernova.

Manca qualcosa nell'universo

Un altro esempio è il Cosmic Microwave Background (CMB), che è il bagliore residuo del big bang ed è una delle misurazioni osservative più precise dell'universo mai effettuate. Mostra che lo spazio è molto vicino all'appartamento.

Nel frattempo, le osservazioni delle galassie mostrano che semplicemente non c'è abbastanza materia o materia oscura nell'universo per rendere piatto lo spazio. Manca circa il 70% dell'universo.

Quindi, quando le osservazioni delle supernove hanno scoperto che il 70% dell'universo è costituito da energia oscura, che ha risolto la discrepanza. Le supernove sono state effettivamente misurate prima della CMB, così essenzialmente prevedeva che il CMB avrebbe misurato un universo piatto, una previsione che è stata splendidamente confermata.

Quindi le prove per una nuova fisica interessante sono ora schiaccianti.

potrei andare avanti, ma tutto ciò che sappiamo finora supporta il modello in cui l'universo accelera. Per maggiori dettagli vedi questa recensione che ho scritto sulle prove dell'energia oscura.

Cos'è questa "energia oscura"?

Una delle critiche ai nuovi livelli di carta alla cosmologia standard è che la conclusione che l'universo stia accelerando dipende dal modello. Questo è abbastanza giusto.

Di solito i cosmologi stanno attenti a dire che stiamo studiando "energia oscura", che è il nome che diamo a ciò che sta causando l'apparente accelerazione dell'espansione dell'universo. (Spesso lasciamo cadere l'"apparente" in quella frase, ma è lì implicitamente.)

"Energia oscura" è un termine generico che usiamo per coprire molte possibilità, compreso che l'energia del vuoto provoca l'accelerazione, o che abbiamo bisogno di una nuova teoria della gravità, o anche che abbiamo interpretato male la relatività generale e abbiamo bisogno di un modello più sofisticato.

La caratteristica chiave che non è in discussione è che c'è qualche nuova fisica significativa evidente in questi dati. C'è qualcosa che va oltre ciò che sappiamo su come funziona l'universo, qualcosa che deve essere spiegato.

Quindi diamo un'occhiata a cosa ha effettivamente fatto il nuovo documento. Fare così, usiamo un'analogia.

Margini di misura

Immagina di guidare un'auto lungo una strada con limite di 60 km/h. Misuri la tua velocità per essere 55 km/h, ma il tuo contachilometri ha qualche incertezza. Tieni conto di questo, e sei sicuro al 99% di viaggiare tra 51 km/he 59 km/h.

Ora arriva il tuo amico e analizza i tuoi dati in modo leggermente diverso. Misura la tua velocità di 57 km/h. Sì, è leggermente diverso dalla tua misura, ma comunque coerente perché il tuo contachilometri non è così preciso.

Ma ora il tuo amico dice:"Ah! Eri solo marginalmente al di sotto del limite di velocità. C'erano tutte le possibilità che stessi accelerando!"

In altre parole, la risposta non è cambiata in modo significativo, ma l'interpretazione data nel documento prende l'estremo della regione consentita e dice "forse l'estremo è vero".

Per chi ama i dettagli, il limite di tre deviazioni standard dei dati della supernova è abbastanza grande (appena) da includere un universo non in accelerazione. Ma questo è solo se essenzialmente non c'è materia nell'universo e si ignorano tutte le altre misurazioni (vedi figura, sotto).

Migliorare l'analisi

Questo nuovo documento sta cercando di fare qualcosa di lodevole. Sta cercando di migliorare l'analisi statistica dei dati (per i commenti sulla loro analisi vedi).

Man mano che riceviamo sempre più dati e l'incertezza sulla nostra misurazione si riduce, diventa sempre più importante tener conto di ogni minimo dettaglio.

Infatti, con la Dark Energy Survey abbiamo tre persone che lavorano a tempo pieno per testare e migliorare l'analisi statistica che usiamo per confrontare i dati delle supernovae con la teoria.

Riconosciamo l'importanza di una migliore analisi statistica perché presto ne avremo circa 3, 000 supernovae con cui misurare l'accelerazione in modo molto più preciso rispetto alle scoperte originali, che aveva solo 52 supernovae tra di loro. Il campione che questo nuovo articolo rianalizza contiene 740 supernovae.

Un'ultima nota sulle conclusioni del documento. Gli autori suggeriscono che vale la pena considerare un universo non in accelerazione. Va bene. Ma io e te, la terra, la Via Lattea e tutte le altre galassie dovrebbero attrarsi gravitazionalmente.

Quindi un universo che si espande a una velocità costante è in realtà altrettanto strano di uno che accelera. Devi ancora spiegare perché l'espansione non rallenta a causa della gravità di tutto ciò che contiene.

Quindi, anche se l'affermazione di non accelerazione fatta in questo articolo è vera, la spiegazione richiede ancora una nuova fisica, e la ricerca dell'"energia oscura" che lo spiega è altrettanto importante.

Lo scetticismo sano è vitale nella ricerca. C'è ancora molto dibattito su ciò che sta causando l'accelerazione, e se è solo un'accelerazione apparente che sorge perché la nostra comprensione della gravità non è ancora completa.

In effetti è su questo che noi, come cosmologi professionisti, trascorriamo la nostra intera carriera indagando. Ciò su cui questo nuovo documento e tutti i precedenti sono d'accordo è che c'è qualcosa che deve essere spiegato.

I dati della supernova mostrano che sta succedendo qualcosa di veramente strano. La soluzione potrebbe essere l'accelerazione, o una nuova teoria della gravità. Qualunque cosa sia, continueremo a cercarlo.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.