La presentazione questa estate dell'immagine cosmica più accurata mai scattata sulla distribuzione della materia oscura ha lasciato gli astrofisici felici e frustrati.

Da una parte, la nuova immagine, presa dell'universo "adulto", nella seconda metà della sua storia di 13,8 miliardi di anni, è strettamente d'accordo con le foto dei "bambini" scattate separatamente negli ultimi anni. D'altra parte, questo accordo lascia poco spazio alla scoperta di una nuova fisica che potrebbe rivelare l'identità della materia oscura e un fenomeno ancora più misterioso, energia oscura.

Tre ricercatori hanno recentemente partecipato a una tavola rotonda, ospitato dalla Fondazione Kavli, sui nuovi risultati e sulle loro implicazioni per la comprensione della storia dell'universo.

"Siamo tutti stupiti che queste due immagini [dell'universo primordiale e moderno] siano d'accordo nella misura in cui lo fanno, " dice il cosmologo Scott Dodelson, uno dei principali scienziati dietro i nuovi risultati del Dark Energy Survey e presidente del Dipartimento di Fisica della Carnegie Mellon University. In precedenza ha lavorato presso il Fermi National Accelerator Laboratory ed è stato affiliato con il Kavli Institute for Cosmological Physics presso l'Università di Chicago.

Le nuove scoperte, uscito nell'agosto 2017, supportano fortemente il modello standard della cosmologia del Big Bang. Secondo questo quadro, l'universo è per lo più "oscuro, "composto da sostanze invisibili che, per la maggior parte, non interagire con la materia "normale" che compone le persone, pianeti e stelle. I risultati hanno mostrato che la materia oscura costituisce il 26-27% del contenuto dell'universo; energia oscura, una forza che sta accelerando l'espansione dell'universo, è la parte del leone a circa il 70 per cento; e, la materia normale è solo dal 4 al 5 percento del totale.

"Quaranta anni fa, nessuno avrebbe immaginato che apparentemente viviamo in un universo in cui la maggior parte della materia è roba che non interagisce con noi, e la maggior parte dell'energia non è nemmeno materia! È ancora super strabiliante, "dice Risa Wechsler, professore associato di fisica alla Stanford University e allo SLAC National Accelerator Laboratory, nonché membro dell'Istituto Kavli per l'astrofisica delle particelle e la cosmologia. Wechsler è uno dei fondatori del Dark Energy Survey, che utilizza un telescopio in Sud America per osservare milioni di galassie e dedurre le distribuzioni di materia oscura intorno a loro.

Ben testato come il modello standard della cosmologia del Big Bang è, l'identità della materia oscura e dell'energia oscura rimane sfuggente. Molti scienziati sperano che nuove osservazioni, come quelli usciti ad agosto, offrirà indizi su ciò che sta al di là di esso, forse costringendo a un ripensamento radicale delle teorie esistenti.

George Efstathiou, chi contribuisce alla Dark Energy Survey, ha servito come leader del team scientifico per la navicella spaziale Planck dell'Agenzia spaziale europea. È stato Planck a ottenere l'immagine "bambina" dell'universo tra il 2009 e il 2013.

"Una delle mie speranze per Planck era che il modello standard della cosmologia si sarebbe rotto e così non è stato, "dice Efstathiou, che è un professore di astrofisica ed ex direttore del Kavli Institute for Cosmology presso l'Università di Cambridge. "Ma non sarebbe assolutamente fantastico per la cosmologia e per la fisica se questo accadesse? Quindi dovremmo staccare la spina e vedere. Forse saremo fortunati".

Come suggerisce Efstathiou, il Dark Energy Survey potrebbe ancora portare a nuove intuizioni. I nuovi risultati si basano solo sul primo anno di osservazioni del progetto, che si concluderà il prossimo anno dopo cinque anni. Tutti questi nuovi dati "ci consentiranno di colpire il modello standard della cosmologia con la stessa forza con cui è mai stato colpito, "dice Dodelson.

E nuovi progetti stanno arrivando online negli anni 2020 che dovrebbero aumentare notevolmente la portata e i dettagli delle mappe della struttura cosmica e sottoporre le nostre attuali teorie a test ancora più rigorosi.

"La mia scommessa è che stiamo guardando le cose nel modo sbagliato, " dice Dodelson. "Qualcuno che ha otto anni oggi verrà e scoprirà come dare un senso a tutti i dati senza evocare nuove misteriose sostanze".