Cerca in News Spazio

martedì 11 ottobre 2011

Un Universo in espansione accelerata, il Premio Nobel 2011 per la fisica!

(Immagine, credit WMAP Science Team, NASA)

NEWS SPAZIO :- Immaginate di guardare il nostro Universo dall'esterno. Viaggiate con la fantasia a bordo di un'astronave - forse dovreste chiamarla "Uninave" - e posizionatevi molto al di fuori di tutto ciò che costituisce il nostro spazio, diciamo a 50-60 miliardi di anni luce da qui.
Vedrete una sfera con raggio di circa 13,7 miliardi di anni luce, il cui centro è il punto in cui avvenne il Big Bang, per l'appunto 13,7 miliardi di anni fa.

Se immaginate di poter davvero guardare l'Universo dall'esterno allora potete benissimo immaginare di avere anche una supervista e vi renderete conto che la sfera che state osservando non è immobile ma sta crescendo, si sta espandendo come una palla che viene gonfiata.

E non è tutto! I vostri super sensi vi faranno certamente percepire anche un'altra cosa davvero eccezionale, che la palla viene gonfiata sempre più velocemente, cioè che l'espansione dell'Universo sta accelerando!



Questa è la scoperta che ha portato tre astronomi a ricevere il premio Nobel 2011 per la fisica: Saul Perlmutter (Lawrence Berkeley National Laboratory a Berkeley, California), Brian P. Schmidt (Australian National University a Weston Creek, Australia) ed Adam G. Riess (Space Telescope Science Institute e Johns Hopkins University a Baltimore, Maryland, USA).

La loro scoperta si basa fondamentalmente sul loro lavoro di Spettroscopia utilizzando l'Osservatorio W. M. Keck in cima al monte Mauna Kea (Big Island of Hawaii) tra il 1995 ed il 1997 ed in particolare mediante lo spettreografo LRIS.

Metà del premio di 10 milioni di Corone Svedesi (1,4 milioni di USD) della Royal Swedish Academy of Sciences va a Perlmutter come capo del progetto Supernova Cosmology Project. Schmidt e Riess si dividono l'altra metà del premio in qualità rispettivamente di responsabile del progetto High-z Supernova Search Team e di autore principale di un articolo pubblicato nel 1998 su The Astronomical Journal.

I due gruppi di scienziati in competizione tra loro arrivarono alle stesse conclusioni indipendentemente, studiando le più distanti supernove di tipo "Ia", che sono il risultato delle esplosioni stellari che avvengono al termine della vita di particolari stelle, le nane bianche. Queste esplosioni sono così luminose da poter essere osservate da enormi distanze, letteralmente galattiche.

Questo tipo di supernove sono considerate dagli astronomi come "Standard Candles", cioè oggetti celesti con una quantità di luminosità nota, determinata sulla base di specifiche caratteristiche della stella stessa.
La quantità di luce osservata sulla Terra fornisce quindi un'indicazione della loro distanza ed ogni sua variazione consente di determinarne lo stato di quiete o di moto verso di noi oppure in allontanamento da noi. Mediante la spettroscopia è possibile determinare anche il valore della velocità di movimento.

Nel 1929 l'astronomo Edwin Hubble, osservando alcune galassie distanti, determinò che esse si stavano allontanando dalla Terra con una velocità abbastanza elevata e proporzionale alla loro distanza da noi. Più lontane si trovavano e maggiore era la velocità relativa di allontanamento dalla Terra. Ciò ha portato, in seguito anche a successive conferme, alla scoperta che l'Universo si stà espandendo.
La domanda a cui dare risposta però era se tale espansione sarebbe continuata indefinitamente oppure se ad un certo punto questa avrebbe rallentato per poi arrestarsi e magari far iniziare una fase di contrazione dell'Universo, in un ciclo di espansione-contrazione.

Ebbene, il Nobel recentemente assegnato porta l'attenzione su questo affascinante campo di studi. Analizzando lo spettro della luce proveniente dalle supernove di tipo Ia gli astronomi si aspettavano di trovare che le supernove più lontane avessero una velocità minore rispetto a quelle più vicine.

Invece era tutto l'opposto. Entrambi i gruppi di ricerca trovarono che le supernove più lontane si stavano muovendo con velocità maggiore, stavano cioè accelerando. In altre parole l'Universo è destinato ad espandersi sempre più velocemente, all'infinito.

L'accelerazione dell'espansione del nostro Universo venne pubblicata per la prima volta nel 1998 e confermata successivamente dai due team di astronomi.

Si ritiene che dietro a tale accelerazione vi sia l'azione di una forma di energia ancora sconosciuta, detta per l'appunto "energia oscura". E questa, come potete certamente immaginare, è diventata una delle più importanti aree di studio della fisica astronomica.

16 commenti:

  1. Gravitazione,elettromagnetismo,interazione debole,interazione forte.Su queste forze, bene o male, sappiamo qualcosa, ma la quint'essenza, cioè la forza che permette l'espanzione accellerata del nostro universo(quindi la più forte di tutte), non sappiamo nulla. Anzi, sappiamo una cosa sola: esiste.

    Sergio, come possiamo osservare questa forza? come possiamo misurarla? in pratica, come possiamo studiarla?

    Grazie, come sempre, per i tuoi articoli e per le tue semplici spiegazioni.

    Pitagora 5

    RispondiElimina
  2. L'universo si espande ad una velocità sempre maggiore per mezzo di quella che se non erro viene definita energia oscura;il confine, che si trova ovviamente ad una distanza semplicemente inimmagginabile...è il confine con cosa? Voglio dire aldilà di questo confine non esisterebbe nè spazio e nè tempo...o sbaglio?

    RispondiElimina
  3. @Pitagora 5: l'energia oscura è al momento qualcosa di teorizzato solamente. Introducendo tale concetto gli scienziati hanno osservato che le teorie continuavano ad avere senso. Studiarla, osservarla e comprenderla è oggetto di studio della cosmologia.

    @Marco: quello che tu chiami 'confine' potrebbe essere semplicemente la superficie della sfera-Universo che si espande in uno spazio-tempo... Ma siamo certamente a livello di ipotesi.

    RispondiElimina
  4. Se noi fossimo gli atomi che compongono un pianeta..penseremmo la stessa cosa.

    Oltre il confine..vi saranno altre sfere in espansione..

    E cosi' via dall'infinitamente piccolo all'infinitamente grande.

    LA Grande Domanda semmai è : Perchè tutto ciò?

    :D

    RispondiElimina
  5. Sergio ti sei dimenticato di aggiungere che non tutti gli astrofisici concordano con tale tesi (tra cui la nostra Hack)...

    http://www.corriere.it/scienze_e_tecnologie/11_ottobre_04/hack-fisica_b632c072-ee86-11e0-a09e-1525768cac3d.shtml

    LUCIA

    RispondiElimina
  6. Ho letto da qualche parte che stando a questa teoria la velocità di espansione dell'universo, sempre in accellerazione, era, fino alla scoperta della velocità superluminale dei neutrini l'unico elemento che viaggiasse e che potesse viaggiare più velocemente della luce...e di gran lunga più velocemente...accidenti...che strana questa energia oscura...

    RispondiElimina
  7. Più si espande e più rarefatto diventa l'ambiente e minore la forza di gravità del resto della massa, quindi perchè dovrebbe rallentare.
    Questa è la mia opinione
    Renzo

    RispondiElimina
  8. Sarebbe bello sapere DOVE accade tutto ciò?

    RispondiElimina
  9. @Giorgio: anch'io accarezzo da tempo l'idea di altre sfere in espansione... secondo me ha molto senso!

    RispondiElimina
  10. @Lucia: nello scrivere il post ho semplicemente presentato il premio Nobel 2011 per la fisica e questo è un fatto.
    Che poi nella comunità scientifica vi siano scettici questo è di per sé un bene perché stimola alla verifica.
    Quello che mi suona un po' strano è che i lavori che hanno portato al Nobel risalgono al 1997 e da allora "gli scettici" ne hanno avuto di tempo per verificare/confutare i risultati di Perlmutter, Schmidt e Riess.
    Dire semplicemente "Non sono sicura dei risultati... da ricontrollare con strumenti migliori..." secondo me non aggiunge nulla di scientifico alla discussione.
    Il metodo scientifico per sua natura si basa proprio su fatti verificabili, non su parole, ma il mondo della carta stampata è un'altra cosa.

    RispondiElimina
  11. Questa accellerazione sempre più veloce non mi convince del tutto.
    Lo spazio non è completamente vuoto e date le enorme distanze in questione, anche 1 atomo per km3 alla fine crea un effetto di assorbimento delle alte frequenze con la conseguenza abbondanza di quelle rosse che ci portano a sovrastimare le velocità e l'accellerazione.
    Io credo che la formula e=mc2 ponga dei limiti insuperabili alla velocità che si possa raggiungere e quindi non potrà mai essere infinita, perchè così anche la massa dell'oggetto diventerebbe infinita con la conseguente forza gravitazionale.
    Cosa ne pensate ?

    RispondiElimina
    Risposte
    1. materia pensante che ha preso coscienza d'esistere6 febbraio 2012 00:54

      la materia oscura e l'energia oscura non sono altro che la materia e l'energia che non riusciamo a vedere ancora con i mezzi attualmente a disposizione,come poi si vedrà e si capirà, molta materia e energia avuta origine dall'esplosione che non è visibile sarà quella che contrasterà dapprima l'accelerazione attuale dell'universo e poi la stessa espansione in quanto proprio la materia oscura con la propria massa e con la sua energia permetterà prima di inglobare la materia visibile attraverso i buchi neri e solo successivamente,quest'ultimi con la loro stessa attrazione-fusione raggiungeranno quella massa ed energia critica per una nuova esplosione per un nuovo universo.

      Elimina
  12. Da quando ho avuto notizia di questo controintuitivo fenomeno, così come è controintuitiva spesso la fisica quantistica, mi è subito venuto naturale metterlo in relazione con l'entropia e la graduale degradazione che l'energia dell'universo subisce nel tempo. Processo di degradazione entropica che avviene violento nelle stelle dove la massa viene convertita subitaneamente in energia e sparata nello spazio circostante sottoforma di raggi gamma che bombardano i corpi circostanti. Che ne pensate?
    biagio

    RispondiElimina
  13. Allah dice nel Corano (rivelato 1400 anni fa):

    وَالسَّمَاءَ بَنَيْنَاهَا بِأَيْدٍ وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ

    "e i cieli li abbiamo creati con le nostre mani e li espandiamo" (capitolo ad-dhariyat:47)

    Nel Corano c'è scritto che l'universo è in continua espansione dato che il verbo usato è quello che in inglese chiamano "present continuous" ovvero è una cosa che in fase di attuazione.

    RispondiElimina
  14. E' stata stimata la velocità di espansione e l'accelerazione dell'universo?

    Riporto una frase dell'articolo "In altre parole l'Universo è destinato ad espandersi sempre più velocemente, all'infinito." Questa è una deduzione 'intuitiva' quindi, per rifarmi al mio commento precedente, è sbagliata :)
    Anzi se la mia ingenua ipotesi di cui sopra avesse fondamento l'accelerazione si arresterebbe qundo si sarebbero consumate le reazioni nucleari nelle stelle.
    Rea Biagio

    RispondiElimina
  15. venezia 8 marzo 20138 marzo 2013 11:54

    mi sembra possibile l'idea di rea biagio .
    l'universo si sta espamdendo e la sua velocità di espansione viene implementata dalla trasformazione della materia in energia che avviene continuamente nelle stelle.
    la domanda è :ad un universo statico teorico viene fornita una notevole quantità di energia.questo provoca una espansione dello stesso?
    silvano

    RispondiElimina

Chiunque può liberamente commentare e condividere il proprio pensiero. La sola condizione è voler contribuire alla discussione con un approccio costruttivo e rispettoso verso tutti. Evitate di andare off-topic e niente pubblicità, grazie.