{"id":6884,"date":"2024-05-21T23:55:10","date_gmt":"2024-05-21T21:55:10","guid":{"rendered":"https:\/\/liceocuneo.it\/oddenino\/?p=6884"},"modified":"2024-05-22T21:46:16","modified_gmt":"2024-05-22T19:46:16","slug":"come-il-quasi-nulla-potrebbe-risolvere-le-piu-grandi-domande-della-cosmologia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/liceocuneo.it\/oddenino\/come-il-quasi-nulla-potrebbe-risolvere-le-piu-grandi-domande-della-cosmologia\/","title":{"rendered":"Come il (quasi) nulla potrebbe risolvere le pi\u00f9 grandi domande della cosmologia"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><em>Misurando gli spazi pi\u00f9 vuoti dell&#8217;universo, gli scienziati possono studiare come la materia si aggreghi e quanto velocemente si separi.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Di Lyndie Chiou (Quanta Magazine, 25 luglio 2023)<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-video\"><video height=\"1080\" style=\"aspect-ratio: 1920 \/ 1080;\" width=\"1920\" autoplay loop preload=\"auto\" src=\"https:\/\/liceocuneo.it\/oddenino\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/Cosmic-Voids-by-TNG-Collaboration-Lede.mp4\" playsinline><\/video><figcaption class=\"wp-element-caption\">Nell&#8217;arazzo del cosmo, immense fibre fatte di galassie sono tessute attorno a vaste sacche di spazio per lo pi\u00f9 vuoto, come si vede in questa simulazione al computer.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Come una citt\u00e0 luminosa nel mezzo di un deserto arido, il nostro quartiere galattico \u00e8 avvolto dal vuoto cosmico, un&#8217;enorme sacca di spazio quasi insondabilmente vuota. Recentemente, i rilevamenti del cielo hanno individuato altre migliaia di queste bolle vuote. Ora i ricercatori hanno trovato un modo per estrarre informazioni da questi vuoti cosmici: contando quanti ne esistono in un volume di spazio, gli scienziati hanno ideato un nuovo modo per cercare di rispondere a due delle domande pi\u00f9 spinose della cosmologia.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;\u00c8 la prima volta che usiamo il numero dei vuoti per estrarre informazioni cosmologiche&#8221;, ha dichiarato Alice Pisani, cosmologa dell&#8217;Universit\u00e0 di Princeton e del Flatiron Institute e autrice di un nuovo preprint che descrive il lavoro. &#8220;Se vogliamo spingere i confini della scienza, dobbiamo andare oltre ci\u00f2 che \u00e8 gi\u00e0 stato fatto&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">I ricercatori sono alla ricerca di nuovi strumenti anche perch\u00e9 hanno alcuni grandi misteri da risolvere. Il primo, e il pi\u00f9 sconcertante, \u00e8 la velocit\u00e0 di espansione dell&#8217;universo, un valore noto come costante di Hubble. Per oltre un decennio, gli scienziati hanno lottato per conciliare misurazioni contrastanti di questa velocit\u00e0, tanto che alcuni hanno definito il problema la pi\u00f9 grande crisi della cosmologia.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Inoltre, i ricercatori dispongono di misure contrastanti dell&#8217;aggregazione della materia cosmica &#8211; la densit\u00e0 media delle strutture su larga scala, della materia oscura, delle galassie, del gas e dei vuoti distribuiti nell&#8217;universo in funzione del tempo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In genere, gli astronomi misurano questi valori in due modi complementari. Curiosamente, questi due metodi producono valori diversi sia per la costante di Hubble sia per la cosiddetta forza di aggrgazione della materia.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nel loro nuovo approccio, Pisani e i suoi colleghi utilizzano i vuoti cosmici per stimare entrambi i valori. I loro primi risultati, che sembrano concordare molto di pi\u00f9 con uno dei due metodi tradizionali che con l&#8217;altro, stanno ora contribuendo ad accrescere un disaccordo gi\u00e0 molto forte.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;La tensione di Hubble \u00e8 durata finora un decennio perch\u00e9 \u00e8 un problema difficile&#8221;, ha detto Adam Riess, un astronomo della Johns Hopkins University che utilizza le supernove per stimare la costante di Hubble. &#8220;I problemi pi\u00f9 ovvi sono stati controllati e i dati sono migliorati, quindi il dilemma si infittisce&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ora la speranza \u00e8 che lo studio del quasi nulla possa portare a qualcosa di importante.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Costruire bolle<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">I vuoti sono regioni dello spazio meno dense dell&#8217;universo, in media. I loro confini sono definiti dagli immensi fogli e filamenti di galassie che si intrecciano nel cosmo. Alcuni vuoti si estendono per centinaia di milioni di anni luce e, insieme, queste bolle costituiscono almeno l&#8217;80% del volume dell&#8217;universo. Per molto tempo, per\u00f2, nessuno ha prestato loro molta attenzione. &#8220;Ho iniziato la mia ricerca nel 2011 con circa 200 vuoti&#8221;, ha detto Pisani. &#8220;Ma ora ne abbiamo circa 6.000&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Le bolle tendono a espandersi perch\u00e9 al loro interno non c&#8217;\u00e8 molta materia che eserciti un&#8217;attrazione gravitazionale verso l&#8217;interno. La materia al di fuori di esse tende a rimanere lontana. Le galassie che nascono all&#8217;interno di un vuoto vengono trascinate verso l&#8217;esterno dall&#8217;attrazione gravitazionale delle strutture che definiscono il bordo del vuoto. Per questo motivo, in un vuoto &#8220;succede ben poco&#8221;, ha detto Pisani. &#8220;Non ci sono fusioni, n\u00e9 astrofisica complicata. Questo li rende molto facili da gestire&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ma la forma di ogni vuoto \u00e8 diversa, il che pu\u00f2 rendere difficile l&#8217;identificazione da parte degli scienziati. &#8220;Vogliamo assicurarci che i nostri vuoti siano robusti&#8221;, ha detto Pisani. &#8220;Quanto deve essere vuoto e come lo misuro?&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00c8 emerso che la definizione di &#8220;nulla&#8221; dipende dal tipo di informazione che gli astronomi vogliono estrarre. Pisani e colleghi hanno iniziato con uno strumento matematico chiamato diagramma di Voronoi, che identifica le forme che compongono un mosaico 3D. Questi diagrammi sono tipicamente usati per studiare cose come le bolle nelle schiume e le cellule nei tessuti biologici.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nel lavoro attuale, Pisani e i suoi colleghi hanno adattato le loro tassellazioni di Voronoi per identificare circa 6.000 vuoti nei dati di un enorme progetto di mappatura galattica chiamato Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;I vuoti sono complementari al catalogo delle galassie&#8221;, ha dichiarato Benjamin Wandelt, astrofisico dell&#8217;Universit\u00e0 Sorbona di Parigi non coinvolto nello studio. &#8220;Sono un nuovo modo per sondare la struttura cosmica&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Una volta ottenuta la mappa dei vuoti, Pisani e colleghi hanno cercato di capire cosa potesse rivelare sull&#8217;universo in espansione.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Qualcosa dal nulla<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ogni vuoto cosmico \u00e8 una finestra su un grande conflitto cosmico. Da una parte c&#8217;\u00e8 l&#8217;energia oscura, la misteriosa forza che fa espandere sempre pi\u00f9 rapidamente il nostro universo. L&#8217;energia oscura \u00e8 presente anche nello spazio vuoto, quindi domina la fisica del vuoto. Dall&#8217;altra parte del conflitto c&#8217;\u00e8 la gravit\u00e0, che tenta di riunire il vuoto. E poi l&#8217;aggregazione della materia aggiunge rughe ai vuoti.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pisani e i suoi colleghi, tra cui Sofia Contarini dell&#8217;Universit\u00e0 di Bologna, hanno modellato come l&#8217;espansione dell&#8217;universo avrebbe influenzato il numero di vuoti di diverse dimensioni. Nel loro modello, che ha mantenuto costanti una serie di altri parametri cosmologici, un tasso di espansione pi\u00f9 lento ha prodotto una maggiore densit\u00e0 di vuoti pi\u00f9 piccoli e pi\u00f9 accartocciati. D&#8217;altra parte, se l&#8217;espansione fosse stata pi\u00f9 rapida e la materia non si fosse ammassata cos\u00ec facilmente, si sarebbe dovuto trovare un maggior numero di vuoti grandi e lisci.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Il gruppo ha poi confrontato le previsioni del modello con le osservazioni della survey BOSS. In questo modo sono stati in grado di stimare sia la clumpiness che la costante di Hubble.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Hanno quindi confrontato le loro misurazioni con i due metodi tradizionali di misurazione di questi valori. Il primo metodo utilizza un tipo di esplosione cosmica chiamata supernova di tipo Ia. Il secondo si basa sul fondo cosmico a microonde (CMB), la radiazione lasciata dal Big Bang.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">I dati del vuoto hanno rivelato una costante di Hubble che varia di meno dell&#8217;1% rispetto alla stima della CMB. I risultati relativi alla clumpiness erano pi\u00f9 confusi, ma si allineavano anche pi\u00f9 strettamente con la CMB che con le supernove di tipo Ia.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Perplessit\u00e0: i vuoti dell&#8217;indagine BOSS sono pi\u00f9 vicini nello spazio e nel tempo alle supernove di tipo Ia pi\u00f9 recenti, il che rende un po&#8217; sorprendente il fatto che le misurazioni dei vuoti si allineino pi\u00f9 strettamente alla CMB primordiale. Wandelt, tuttavia, ha suggerito che i risultati potrebbero rivelare una nuova comprensione dell&#8217;universo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;C&#8217;\u00e8 un&#8217;intuizione profonda che mi fa rizzare i capelli&#8221;, ha detto. All&#8217;interno dei vuoti, le strutture non si sono mai formate ed evolute, quindi i vuoti &#8220;sono capsule del tempo dell&#8217;universo primordiale&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In altre parole, se la fisica dell&#8217;universo primordiale era diversa da quella attuale, i vuoti potrebbero averla conservata.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Il futuro dell&#8217;assenza<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Altri ritengono che sia troppo presto per trarre conclusioni dai nuovi risultati.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Anche con migliaia di vuoti, le barre di errore dello studio sono ancora troppo grandi per poter dire qualcosa di conclusivo. &#8220;Questa analisi \u00e8 estremamente ben fatta&#8221;, ha dichiarato Ruth Durrer, fisico teorico dell&#8217;Universit\u00e0 di Ginevra che non ha partecipato alla ricerca. Ma, ha osservato Durrer, i risultati non hanno ancora raggiunto la significativit\u00e0 statistica. &#8220;Se Alice vuole entrare nel club delle misurazioni incredibilmente buone della costante di Hubble, deve arrivare al limite dell&#8217;1%, il che rappresenta una sfida enorme&#8221;, ha detto Durrer.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pisani ha detto di considerare il lavoro come una prova di concetto. Probabilmente ci vorr\u00e0 un altro decennio &#8211; e l&#8217;aiuto di missioni future come il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA e l&#8217;osservatorio SPHEREx &#8211; per accumulare abbastanza dati sul vuoto da essere alla pari con le misure della CMB e delle supernove di tipo Ia.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Durrer sottolinea anche che forse queste argomentazioni &#8211; i tentativi di conciliare le tensioni cosmiche &#8211; sono un gran parlare di nulla e che i disaccordi osservativi potrebbero indicare una realt\u00e0 che gli scienziati non dovrebbero cercare di cancellare.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;I gruppi che si occupano di supernove e di CMB stanno effettuando misurazioni molto, molto diverse&#8221;, ha detto. &#8220;Quindi potrebbe esserci una nuova fisica che spiega perch\u00e9 non dovremmo vedere la stessa cosa&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Articolo originale: <a href=\"https:\/\/www.quantamagazine.org\/how-nearly-nothing-might-solve-cosmologys-biggest-questions-20230725\/\">https:\/\/www.quantamagazine.org\/how-nearly-nothing-might-solve-cosmologys-biggest-questions-20230725\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Misurando gli spazi pi\u00f9 vuoti dell&#8217;universo, gli scienziati possono studiare come la materia si aggreghi e quanto velocemente si separi. 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