Espansione dell’universo, modello standard e multiuniverso

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L’energia oscura e il Multiverso. Sembra che l’abbondanza o meno di energia oscura non abbia conseguenze sulla formazione di galassie, stelle e pianeti: una ipotesi che rende gli attuali modelli cosmologici ancora più problematici.

Quello del multiverso – l’insieme ipotizzato di miliardi di universi possibili e coesistenti, se non addirittura paralleli, tra i quali anche il nostro – potrebbe essere uno scenario molto favorevole alla vita. È lo scenario presentato in due articoli scientifici in pubblicazione (qui e qui) sul The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, che riflettono sullo scopo e sulla distribuzione di un’enigmatica componente del cosmo: l’energia oscura.

E INVECE, ECCOCI QUI! Anche se non ne comprendiamo a pieno la natura, chiamiamo energia oscura quella forza misteriosa che guida l’espansione dell’Universo, e che – contrariamente alle aspettative, rispetto all’inflazione (ossia al momento di rapidissima espansione) seguita al Big Bang – con il tempo sta aumentando la sua spinta, anziché diminuirla.

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L’esistenza dell’energia oscura è necessaria, a livello teorico? Un nuovo modello dell’Universo non ha bisogno di energia oscura. | NASA
L’energia oscura sembra costituire il 70% del nostro Universo: troppo poco, per le attuali teorie sulla nascita del cosmo, secondo le quali dovrebbe essercene di più. Allo stesso tempo, però, con una maggiore quantità di energia oscura la materia sarebbe così tesa verso l’espansione, e così diluita, che l’aggregazione di pianeti, stelle e galassie non sarebbe possibile. Pertanto, noi non esisteremmo.

BACIATI DALLA SORTE. Anche per cercare di fare funzionare i nostri modelli è stata formulata l’ipotesi del multiverso, secondo la quale la realtà potrebbe essere formata da molteplici universi, ciascuno con una proporzione diversa di energia oscura in dotazione. Quello in cui viviamo è uno tra tanti, che godrebbe però di una rara fortuna: la “giusta quantità” di energia oscura, abbastanza ridotta da permettere la vita.

E SE NON FOSSE COSÌ? Molti scienziati ritengono però che in questo modo abbiamo staccato un biglietto della lotteria un po’ troppo fortunato, per usare un esempio comune: è così anche per Luke Barnes, scienziato della Western Sydney University, in Australia, tra gli autori di entrambi gli studi.

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Ecco ciò che sappiamo o crediamo di sapere del nostro Universo: poco meno del 5% di ciò che esiste è materia ordinaria (nebulose, galassie, stelle, pianeti, noi stessi…). Di tutto il resto sappiamo dire solo che dovrebbe esserci un 27% circa (in energia) di materia oscura (che corrisponde all’85% di tutta la materia che supponiamo esistere) e di un 68% circa di una ancora più misteriosa energia oscura, di cui non sappiamo dire altro che il nome.
Insieme ai colleghi dell’Università di Durham, nel Regno Unito, Barnes ha lavorato a simulazioni matematiche che alterassero di volta in volta la quantità di energia oscura nel nostro Universo, usando i dati del progetto EAGLE (Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments), una tra le simulazioni più realistiche del cosmo.

Il team ha scoperto che, anche aumentando – o diminuendo – di centinaia di volte la quantità di energia oscura rispetto alle stime attuali, la formazione di pianeti non ne risentirebbe.

L’aggregazione di materia, e con essa, la vita, sarebbero comunque possibili. La vita potrebbe dunque essere una circostanza meno rara del previsto, nel multiverso.

NON CAMBIA NULLA. Se non è la ridotta quantità di energia oscura ad aver favorito la nascita della vita, come spiegare l’apparente mancanza di questo elemento nel cosmo che abitiamo?

«La formazione di stelle nell’Universo è un effetto della battaglia tra la forza attrattiva della gravità e quella repulsiva dell’energia oscura», spiega Richard Bower, fisico della Durham University. «Con le nostre simulazioni vediamo che universi con molta più energia oscura rispetto al nostro possono tranquillamente formare stelle. Perché allora c’è una quantità così ridotta di energia oscura, nel nostro Universo?»

Rappresentazione artistica dei molteplici universi possibili, ognuno con una diversa distribuzione di energia oscura.|JAIME SALCIDO/SIMULATIONS BY THE EAGLE COLLABORATION
Rappresentazione artistica dei molteplici universi possibili, ognuno con una diversa distribuzione di energia oscura.|JAIME SALCIDO/SIMULATIONS BY THE EAGLE COLLABORATION
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