Spiegato: cos'è l'energia oscura e gli scienziati l'hanno finalmente rilevata?

Con tecnologie avanzate e nuovi esperimenti, gli scienziati hanno trovato alcuni indizi al riguardo e, la scorsa settimana, un team internazionale di ricercatori ha effettuato la prima presunta rilevazione diretta dell'energia oscura.

Mentre la materia oscura attrae e tiene insieme le galassie, l'energia oscura respinge e provoca l'espansione del nostro universo.

L'energia oscura, la misteriosa forma di energia che costituisce circa il 68% dell'universo, ha incuriosito fisici e astronomi per decenni. L'energia oscura è stata notata come il mistero più profondo di tutta la scienza. Con tecnologie avanzate e nuovi esperimenti, gli scienziati hanno trovato alcuni indizi al riguardo e, la scorsa settimana, un team internazionale di ricercatori ha effettuato la prima presunta rilevazione diretta dell'energia oscura.

Hanno notato alcuni risultati inaspettati in un esperimento sotterraneo e scrivono che l'energia oscura potrebbe esserne responsabile. L'esperimento XENON1T è l'esperimento sulla materia oscura più sensibile al mondo ed è stato operato in profondità sottoterra presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN in Italia.

La scoperta suggerisce anche che esperimenti come XENON1T, progettati per rilevare la materia oscura, potrebbero essere utilizzati anche per rilevare l'energia oscura.

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Energia oscura contro materia oscura

Tutto ciò che vediamo - i pianeti, le lune, le enormi galassie, tu, io, questo sito web - costituisce meno del 5% dell'universo. Circa il 27% è materia oscura e il 68% è energia oscura. Mentre la materia oscura attrae e tiene insieme le galassie, l'energia oscura respinge e provoca l'espansione del nostro universo.

Nonostante entrambi i componenti siano invisibili, sappiamo molto di più sulla materia oscura, poiché la sua esistenza è stata suggerita già negli anni '20, mentre l'energia oscura non è stata scoperta fino al 1998, ha affermato Sunny Vagnozzi del Kavli Institute for Cosmology di Cambridge, il primo autore di il documento pubblicato la scorsa settimana su Physical Review D in un comunicato. Esperimenti su larga scala come XENON1T sono stati progettati per rilevare direttamente la materia oscura, cercando segni di materia oscura che 'colpisce' la materia ordinaria, ma l'energia oscura è ancora più sfuggente.

Come hanno effettuato la rilevazione?

L'anno scorso, l'esperimento XENON1T ha riportato un segnale inaspettato. Questi tipi di eccessi sono spesso fortuiti, ma di tanto in tanto possono anche portare a scoperte fondamentali, ha affermato nel comunicato il co-autore Luca Visinelli, dei Laboratori Nazionali di Frascati in Italia.

Fondamentalmente c'è del rumore di fondo e gli elettroni in XENON1T si muoveranno in media un po' da soli anche senza materia oscura o energia oscura in giro semplicemente in virtù di calci dovuti a questo sottofondo, ha spiegato il Dr. Vagnozzi in una email a indianexpress.com. Abbiamo visto che ad energie intorno a ~2 keV ci sono molti più eventi di quanto ci si aspetterebbe semplicemente a causa del rumore e questo potrebbe essere dovuto all'energia oscura

È stato davvero sorprendente che questo eccesso possa essere stato causato in linea di principio dall'energia oscura piuttosto che dalla materia oscura, ha detto Vagnozzi nel comunicato. Quando le cose si incastrano così, è davvero speciale.

Ma anche alcuni astronomi hanno i loro dubbi. Se è vero, è una scoperta sorprendente, ha detto a inverse.com l'astronomo dell'Università della California, Berkeley, Alexei Filippenko, che non era coinvolto nello studio. Ma resta ancora molto da fare per verificare se sia vero.

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E se il segnale fosse causato da qualche altra forza?

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Il team ha costruito un modello fisico, che utilizzava un meccanismo di screening noto come screening camaleonte, per dimostrare che le particelle di energia oscura prodotte nei forti campi magnetici del Sole potrebbero spiegare il segnale visto in XENON1T.

Ci sono quattro forze fondamentali nel nostro universo e le teorie speculative hanno proposto una quinta forza, qualcosa che non può essere spiegato dalle quattro forze. Per nascondere o schermare questa quinta forza, molti modelli di energia oscura utilizzano meccanismi speciali.

Il dottor Vagnozzi spiega come funziona lo screening camaleontico: immagina due persone che trasportano qualcosa, un oggetto pesante e l'altro un oggetto leggero. La persona con l'oggetto luminoso molto probabilmente lo farà ulteriormente. Allo stesso modo, qui la quinta forza trasportata da questo pesante camaleonte in un ambiente denso non arriva lontano.

Quando possiamo ottenere il rilevamento diretto dell'energia oscura?

Il dottor Vagnozzi dice che ha pensato a nuovi modi per cercare l'energia oscura. Il team spera che i prossimi aggiornamenti dell'esperimento XENON1T e esperimenti simili come LUX-Zeplin, un esperimento sulla materia oscura di nuova generazione situato presso la struttura di ricerca sotterranea di Sanford, e PandaX-xT, un altro progetto presso il China Jinping Underground Laboratory, potrebbero aiutare a rilevare direttamente energia oscura entro il prossimo decennio.

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