All’osservatorio Kitt Peak, in Arizona, lavora uno strumento particolare, Desi, il più potente spettrografo multi oggetto al mondo.
Con il Dark Energy Spectroscopic Instrument viene condotta una cosiddetta survey, cioè un campionamento del cielo, che in cinque anni porterà a creare la più estesa mappa tridimensionale di una fetta di universo mai realizzata.
Questo grazie ai 5000 sensori a fibra ottica di cui è dotato Desi, occhi robotici che possono puntare con precisione e raccogliere la luce di decine di migliaia di singole galassie ogni singola notte di osservazione.
Nel primo anno di campionamento, a detta degli scienziati, Desi ha raccolto più dati di tutte le altre simili mappature del cosmo messe assieme.
Ed ecco una rappresentazione della mappa 3D ottenuta, una fetta di universo che va dalle vicinanze del punto di osservazione, al vertice, indietro fino a 11 miliardi di anni fa, quando è partita la luce delle galassie più lontane.
Come dice il nome, Desi vuole misurare con precisione l’effetto della cosiddetta energia oscura sull’espansione accelerata dell’universo, nella speranza di riuscire a ricavare qualche indizio sulla natura di questo mistero cosmologico.
La presenza dell’energia oscura è prevista nel modello Lambda-CDM, considerato il “modello standard” della cosmologia, cioè quello attualmente più adatto e semplice per provare a spiegare il funzionamento su grande scala dell’universo nella sua espansione accelerata.
Questo primo rilascio di dati, un quinto di quello finale, secondo la collaborazione Desi ha permesso di misurare la storia dell’espansione dell’universo lungo gli ultimi 11 miliardi di anni con una precisione migliore dell’1%.
Le galassie del campione sono state suddivise in sette grandi epoche, qui rappresentate da diversi colori. Catalogarle in base a determinate fasce temporali è essenziale, altrimenti si confronterebbero gli spostamenti tra galassie di epoche diverse.
La misura del tasso di espansione dell’universo nelle diverse epoche è stata misurata utilizzando una caratteristica della struttura su larga scala dell'universo, chiamata oscillazioni acustiche dei barioni, in pratica fluttuazioni nella densità della materia barionica, la normale materia visibile dell'universo.
Si possono considerare queste fluttuazioni come l'impronta residua delle onde di pressione che permeavano l'universo primordiale quando non era altro che una zuppa calda e densa di particelle subatomiche.
Il modello risultante, simile alla superficie increspata di uno stagno dopo che vi è stata gettata una manciata di ciottoli, può essere visto nella mappa dettagliata di DESI, mappa che mostra filamenti di galassie raggruppati insieme, separati da grandi vuoti.
Per epoche più recenti le oscillazioni acustiche diventano troppo deboli per essere rilevate utilizzando le galassie. Invece, gli astronomi ne osservano una sorta di ombra grazie alla luce fornita da quasar estremamente distanti. Per implementare questa tecnica, la collaborazione Desi ha utilizzato 450.000 quasar, il più grande set mai raccolto per questo tipo di studio.
I gruppi di ricerca sono poi andati a vedere se ci fosse una corrispondenza tra quanto osservato in ogni singola epoca e quanto previsto dal modello Lambda-CDM, confrontando i risultati anche con quelli ottenuti da altri esperimenti.
I confronti sembrano indicare che l’energia oscura non sia costante nel tempo, ma subisca oscillazioni e che stia diminuendo. Tuttavia, il campione di dati raccolto finora ha una rilevanza statistica ancora relativamente poco affidabile e potrebbero esserci piccoli errori di misurazione che portano a interpretare in modo scorretto alcuni risultati.
È quindi presto per arrivare a qualche conclusione e saranno necessarie molte altre misurazioni per avere qualche conferma o smentita. Ma l’ipotesi che l’energia oscura si stia indebolendo è affascinante perché implicherebbe che non può essere considerata una costante cosmologica.