Sapere Scienza

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Una perdita di energia dell'Universo primordiale dietro l'energia oscura?

23 Gennaio 2017

Per decenni, gli scienziati non sono riusciti a capire i motivi per cui l'Universo si sta espandendo. A rigor di logica, per motivi legati alla gravità, le galassie dovrebbero avvicinarsi; invece, tendono ad allontanarsi e perfino accelerando. Questa situazione ha fatto ipotizzare l'esistenza dell'energia oscura.

 

Cos'è l'energia oscura?

L'energia oscura, da non confondersi con la materia oscura, è la forza ipotetica che costituisce circa il 68,3 per cento dell'energia nell'Universo osservabile - e che spinge le galassie ad allontanarsi. Nonostante sussistano molte prove indirette dell'esistenza dell'energia oscura, nessuno è stato ancora capace di individuarla direttamente, oppure di spiegare adeguatamente da dove provenga.

Ora, un nuovo studio potrebbe mettere ordine in questo panorama un po' confuso. L'energia oscura ha perfettamente senso... se assumiamo che una delle fondamentali leggi dell'Universo sia stata violata (e noi non ce ne siamo accorti).

 

La legge di conservazione dell'energia è stata violata?

La legge in questione è la conservazione dell'energia. Si tratta della famosa legge secondo cui in un sistema isolato l'energia non può essere né creata né distrutta ma si può solo trasformare, cambiando i modi in cui si "manifesta". E' uno dei pilastri della fisica e una delle prime leggi fondamentali che si imparano a scuola.

Secondo il nuovo studio, se supponiamo che l'Universo, nei suoi primi tempi di "vita", sia andato incontro a perdite di energia, allora l'energia oscura di cui parliamo oggi si potrebbe spiegare. Il team di scienziati che propone questa teoria sottolinea che la legge di conservazione dell'energia potrebbe essere stata violata in modo molto, molto sottile - così sottile da non essere mai notato.

 

Una costante cosmologica

Cosa sarebbe, dunque, l'energia oscura? L'idea generale è che si tratti di una costante cosmologica che nasce dallo spazio vuoto. Grazie alla meccanica quantistica sappiamo che lo spazio vuoto in realtà non è mai totalmente vuoto ma pieno di particelle quantistiche molto "strane" e una di queste strane particelle potrebbe aver portato una forza repulsiva, ossia l'energia oscura.

L'unico problema è che, seguendo questa idea, la quantità di energia oscura che sarebbe dovuta venire fuori è molto più grande di quella che possa essere spiegata con l'espansione dell'Universo: precisamente, è circa 120 ordini di grandezza maggiore. Questo significa che non stiamo misurando in modo corretto oppure non abbiamo ancora capito da dove nasce l'energia oscura. Secondo il nuovo studio, probabilmente l'Universo ha subito sottili perdite di energia alle sue origini e queste hanno portato al (minore) valore attuale di energia oscura.

 

La gravità unimodulare

Gli scienziati dell'Università di Aix-Marseille e dell'Università di Toulon hanno applicato un modello alternativo della Relatività Generale di Einstein che si chiama "gravità unimodulare" (in cui si afferma che l'energia non ha bisogno di essere conservata) e in base ai calcoli sono arrivati a uno scenario che si accorda perfettamente con l'espansione accelerata del nostro Universo. Questa perdita iniziale di energia dell'Universo avrebbe avuto un'incidenza significativa sulla quantità attuale di energia oscura ma non avrebbe altre ripercussioni rilevanti.

Ora gli scienziati valuteranno questa nuova teoria, pubblicata dalla rivista Physical Review Letters e disponibile su arXiv.org.


[Immagine: credit NASA]

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