I cosmologi di Bochum guidati dal professor Hendrik Hildebrandt hanno acquisito nuove conoscenze sulla densità e la struttura della materia nell'universo. Diversi anni fa, Hildebrandt era già stato coinvolto in un consorzio di ricerca che aveva evidenziato discrepanze nei dati tra i diversi gruppi. I valori determinati per la densità e la struttura della materia differivano a seconda del metodo di misurazione. Una nuova analisi, che includeva ulteriori dati a infrarossi, ha fatto risaltare ancora di più le differenze. Potrebbero indicare che questo è il difetto del Modello Standard della Cosmologia.

Rubino, la rivista scientifica della Ruhr-Universität Bochum, ha pubblicato un rapporto sulla ricerca di Hendrik Hildebrandt. L'ultima analisi del consorzio di ricerca, chiamato Kilo-Degree Survey, è stato pubblicato sulla rivista Astronomia e Astrofisica a gennaio 2020.

Due metodi per determinare la struttura della materia

I team di ricerca possono calcolare la densità e la struttura della materia in base al fondo cosmico a microonde, una radiazione emessa poco dopo il Big Bang e che può essere misurata ancora oggi. Questo è il metodo utilizzato dal Consorzio di ricerca Planck.

Il team di Kilo-Degree Survey, così come molti altri gruppi, determinato la densità e la struttura della materia utilizzando l'effetto lente gravitazionale:come oggetti di grande massa deviano la luce dalle galassie, queste galassie appaiono in una forma distorta in una posizione diversa da quella in cui sono effettivamente viste dalla Terra. Sulla base di queste distorsioni, i cosmologi possono dedurre la massa degli oggetti devianti e quindi la massa totale dell'universo. Per farlo, però, hanno bisogno di conoscere le distanze tra la sorgente luminosa, l'oggetto deviante e l'osservatore, tra l'altro. I ricercatori determinano queste distanze con l'aiuto del redshift, il che significa che la luce di galassie lontane arriva sulla Terra spostata nella fascia rossa.

Nuova calibrazione utilizzando i dati a infrarossi

Per determinare le distanze, i cosmologi quindi prendono immagini di galassie a diverse lunghezze d'onda, per esempio uno in blu, uno nella fascia verde e una nella fascia rossa; determinano poi la luminosità delle galassie nelle singole immagini. Hendrik Hildebrandt e il suo team includono anche diverse immagini della gamma a infrarossi per determinare la distanza in modo più preciso.

Analisi precedenti avevano già dimostrato che i dati di fondo a microonde del Consorzio Planck deviano sistematicamente dai dati sull'effetto della lente gravitazionale. A seconda del set di dati, la deviazione era più o meno pronunciata; era più pronunciato nel Kilo-Degree Survey. "Il nostro set di dati è l'unico basato sull'effetto della lente gravitazionale e calibrato con ulteriori dati a infrarossi, "dice Hendrik Hildebrandt, Professore Heisenberg e capo del gruppo di ricerca RUB Observational Cosmology a Bochum. "Questo potrebbe essere il motivo della maggiore deviazione dai dati di Planck".

Per verificare questa discrepanza, il gruppo ha valutato il set di dati di un altro consorzio di ricerca, l'indagine sull'energia oscura, utilizzando una calibrazione simile. Di conseguenza, questi valori si discostavano ancora di più dai valori di Planck.

Dibattito in circoli di esperti

Gli scienziati stanno attualmente discutendo se la discrepanza tra i set di dati sia effettivamente un'indicazione che il Modello Standard della Cosmologia è sbagliato o meno. Il team di Kilo-Degree Survey sta già lavorando a una nuova analisi di un set di dati più completo che potrebbe fornire ulteriori approfondimenti. Si prevede di fornire dati ancora più precisi sulla densità e la struttura della materia nella primavera del 2020.