Molto mistero circonda l'energia oscura e la costante cosmologica, i proxy usati per spiegare l'espansione accelerata dell'Universo. Una nuova ricerca suggerisce che un primo modello di energia oscura presenta una teoria in competizione che offre tutti i vantaggi dei modelli attuali senza il bagaglio che viene associato alla costante cosmologica.

L'Universo non solo si sta espandendo, ma lo fa a un ritmo accelerato. Ancora, nonostante il fatto che gli astronomi, cosmologi e fisici ne sono consapevoli da due decenni, la forza che guida questa espansione è ancora sconosciuta. Un segnaposto o un proxy per questa forza, l'energia oscura, una componente liscia simile a un fluido che riempie l'Universo di una pressione negativa, è stata inserita nei modelli cosmologici standard con la costante cosmologica (rappresentata dal simbolo lambda) utilizzata per definire tale accelerazione.

Ma ancora, la vera natura di questo importante elemento dell'Universo ci sfugge. Nuova ricerca pubblicata su New Astronomy da Luz Ángela García, fisico e astronomo presso l'Universidad ECCI, Bogotà, Colombia e i suoi coautori, Leonardo Castañeda e Juan Manuel Tejeiro dell'Osservatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional de Colombia, Colombia, suggerisce un nuovo approccio per risolvere questo enigma cosmico.

"Il nostro lavoro è una proposta per un modello di energia oscura candidato, in alternativa alla costante cosmologica standard, "dice Garcia, il corrispondente autore dello studio. "Questo modello teorico fornisce una possibile spiegazione per l'attuale espansione accelerata dell'Universo". Continua spiegando che l'aspetto nuovo dell'articolo è che suggerisce che la costante cosmologica potrebbe non essere necessaria per descrivere l'energia oscura, evitando così alcune difficoltà che presenta, vale a dire la massiccia divergenza tra la previsione teorica della costante e il suo valore sperimentale.

"La costante cosmologica ha seri problemi teorici. Sono stati proposti molti modelli alternativi, ma alcuni di essi devono essere matematicamente molto complessi per fornire un'interpretazione fisica dei fenomeni, " dice García. "Vi presentiamo una forma completamente diversa di energia oscura che per costruzione produce l'espansione accelerata in questa fase dell'Universo, ma si evolve anche con il redshift; perciò, può essere collegato ad altre osservazioni astronomiche del passato." Così, l'"Early Dark Energy Model" (EDE) - un gruppo di modelli che vedono l'energia oscura agire nell'Universo primordiale - proposto da García e dai suoi coautori emula il comportamento descritto dalla costante cosmologica e potrebbe aiutare i ricercatori a capire se modelli alternativi a le attuali teorie sull'energia oscura sono possibili.

Ancora, mentre suggerendo una radicale ristrutturazione del paradigma dell'energia oscura, Il lavoro di García si basa molto sui risultati e sui metodi che lo hanno preceduto. "Abbiamo usato distanze di luminosità dalle supernovae di tipo Ia, chiamate candele standard perché la loro regolarità in termini di luminosità significa che possono essere utilizzate dagli astronomi per effettuare misurazioni della distanza, nello stesso modo in cui i premi Nobel del 2011 le hanno usate per scoprire l'espansione accelerata di l'universo, "dice l'astronomo. "Inoltre, imponiamo vincoli dal fondo cosmico a microonde e misurazioni del parametro di Hubble dall'oscillazione acustica barionica (fluttuazioni nella densità della materia barionica quotidiana, questo è, materia composta da protoni e neutroni)."

È il momento giusto per una valutazione critica dell'energia oscura e della costante cosmologica. mentre persiste il mistero che circonda l'espansione accelerata dell'Universo, La cosmologia moderna è migliorata a tal punto che trovare la sua soluzione sembra più plausibile che mai. "È un momento molto interessante per la cosmologia, con molte indagini in corso e future che mirano a scoprire l'energia oscura e la sua natura. Progetti come DES (Dark Energy Survey), DESI (strumento spettroscopico per l'energia oscura), eBOSS (indagine spettroscopica estesa dell'oscillazione barionica), ed Euclide, tra tanti altri, stanno imponendo rigidi vincoli ai candidati plausibili per l'energia oscura, " dice García. "Nel prossimo futuro, avremo una spettacolare mappa 3D con la distribuzione delle galassie nell'Universo, e con esso, sveleremo le caratteristiche ultime dell'energia oscura."

García aggiunge che lei e i suoi coautori scoprono che il loro modello teorico è una descrizione convincente dell'energia oscura e dei suoi effetti, confrontandosi bene con la costante cosmologica standard pur non incorrendo nelle questioni fondamentali ancora aperte con quest'ultima. "L'Universo è pieno di misteri e componenti materia-energia oscure e inspiegabili. Mi sento molto onorato ed entusiasta di poter pensare a questi aspetti fondamentali dell'Universo per vivere, " conclude García. "Sono stato ispirato a intraprendere una carriera nell'astronomia sin da quando ero piccolo, e questo non è facile per una donna e soprattutto in un paese in via di sviluppo, ma sono convinto che la scienza pagherà e l'Universo continuerà a sorprenderci".