L’energia oscura: il più grande mistero dell’universo potrebbe essere un equivoco

Uno dei più grandi enigmi della scienza moderna potrebbe non esistere affatto. Questa è la controversa conclusione di un gruppo di fisici e astronomi dell’Università di Canterbury a Christchurch, in Nuova Zelanda. Secondo la loro analisi, pubblicata sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, l’energia oscura — il fenomeno teorico introdotto per spiegare l’accelerazione dell’espansione cosmica — potrebbe essere una malinterpretazione di come calibriamo il tempo e la distanza nell’universo.

La teoria dominante e il modello standard

Per decenni, la comunità scientifica ha considerato l’energia oscura come una forza misteriosa e antigravitazionale che costituisce circa i due terzi della densità di massa-energia dell’universo. Questa idea è radicata nel modello Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), che presuppone che il cosmo si stia espandendo in modo accelerato. Tale accelerazione è stata dedotta dalle osservazioni di supernovae lontane, che sembrano più distanti di quanto previsto da un’espansione uniforme.

Tuttavia, nonostante la sua accettazione diffusa, l’energia oscura ha sempre suscitato dubbi. Le osservazioni più recenti, come quelle fornite dal bagliore residuo del Big Bang — noto come radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB) — e dai dati ad alta precisione del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), hanno evidenziato anomalie significative, come la “tensione di Hubble“. Questa anomalia descrive una discrepanza tra il tasso di espansione calcolato per l’universo primordiale e quello attuale.

Il modello “timescape”

Il team di ricercatori neozelandesi propone un’alternativa audace: il modello “timescape” dell’espansione cosmica. Questa teoria elimina la necessità dell’energia oscura, spiegando che l’apparente accelerazione dell’espansione è il risultato di variazioni locali nel tempo e nello spazio, influenzate dalla gravità.

“I nostri risultati mostrano che non abbiamo bisogno dell’energia oscura per spiegare perché l’universo sembra espandersi a un ritmo accelerato,” ha dichiarato il professor David Wiltshire, autore principale dello studio. “L’energia oscura è un’errata identificazione delle variazioni nell’energia cinetica dell’espansione, che non è uniforme in un universo grumoso come quello in cui viviamo effettivamente“.

Secondo il modello timescape, la gravità rallenta il tempo. Ad esempio, un orologio ideale posto nello spazio vuoto ticchetta più velocemente rispetto a uno situato all’interno di una galassia. Questo implica che, in un universo composto da vasti vuoti cosmici, miliardi di anni sarebbero trascorsi più velocemente nei vuoti rispetto alle aree più dense. Tale fenomeno farebbe sembrare che l’espansione dello spazio stia accelerando quando, in realtà, è il risultato di come percepiamo il tempo e la distanza.

La complessità dell’universo “grumoso”

Il modello timescape tiene conto della struttura complessa dell’universo, caratterizzata da ammassi di galassie, filamenti e vasti vuoti. A differenza del modello standard, che presuppone un’espansione uniforme, il modello timescape riconosce che la distribuzione della materia è tutt’altro che omogenea.

“Ora abbiamo così tanti dati che nel 21° secolo possiamo finalmente rispondere alla domanda: come e perché una semplice legge di espansione media emerge dalla complessità?” ha aggiunto Wiltshire. “Una semplice legge di espansione coerente con la relatività generale di Einstein non deve obbedire all’equazione di Friedmann“.

L’equazione di Friedmann, formulata quasi un secolo fa, presuppone che l’universo si espanda uniformemente, ignorando le strutture intricate che oggi osserviamo. I ricercatori ritengono che l’abbondanza di dati moderni consenta di mettere alla prova queste vecchie ipotesi e di proporre alternative più accurate.

Nuove prove e il futuro della ricerca

Il modello timescape non è una novità; nel 2017, un’analisi preliminare aveva già suggerito che questa teoria si adattasse leggermente meglio del modello ΛCDM. Tuttavia, grazie alla collaborazione con il team Pantheon+, che ha catalogato 1.535 supernovae distinte, i ricercatori ora affermano di avere “prove molto forti” a sostegno del timescape.

Il professor Wiltshire si mostra ottimista: “La ricerca fornisce prove convincenti che potrebbero risolvere alcune delle domande chiave sulle stranezze del nostro cosmo in espansione. Con i nuovi dati, il più grande mistero dell’universo potrebbe essere risolto entro la fine del decennio“.

Per consolidare ulteriormente il modello timescape, saranno fondamentali i dati del satellite Euclid dell’Agenzia Spaziale Europea, lanciato nel luglio 2023, e del telescopio spaziale Nancy Grace Roman. Entrambi gli strumenti offriranno osservazioni dettagliate di supernovae, indispensabili per testare le teorie alternative sull’espansione cosmica.

Un nuovo paradigma in arrivo?

Se il modello timescape dovesse dimostrarsi corretto, potrebbe segnare un punto di svolta nella cosmologia moderna, eliminando la necessità di fenomeni ipotetici come l’energia oscura. Questo avrebbe implicazioni profonde non solo per la nostra comprensione dell’universo, ma anche per il modo in cui conduciamo la ricerca scientifica, invitandoci a riesaminare criticamente ipotesi che abbiamo dato per scontate.

Il mistero dell’espansione cosmica potrebbe finalmente trovare una risposta, ma una cosa è certa: l’universo continua a sorprenderci con la sua complessità e la sua bellezza intrinseca.