Scienza

L’universo accelera ancora — due premi Nobel hanno dovuto dimostrarlo di nuovo

Peter Finch

L’energia oscura è la cosa più strana che abbiamo mai confermato esistere. Riempie tutto lo spazio, spinge le galassie ad allontanarsi sempre più velocemente, e nessuno sa cosa sia. Quello che gli astronomi sanno, con una fiducia crescente da quasi trent’anni, è che deve essere lì — perché l’universo sta accelerando. Quando un team dell’Università Yonsei in Corea del Sud ha messo in dubbio questa conclusione in un articolo sottoposto a revisione paritaria, gli scienziati che per primi l’avevano dimostrata sono tornati ai dati.

Hanno ora pubblicato la loro replica sulla stessa rivista che aveva ospitato la sfida originale. L’universo accelera ancora. Il Premio Nobel è ancora giustificato. Il mistero, però, è profondo come non mai.

L’energia oscura è così centrale per la cosmologia moderna che è incorporata nel modello standard dell’universo — le equazioni che descrivono tutto, dal Big Bang al destino di ogni galassia. Se l’universo stesse decelerando, quel modello avrebbe bisogno di una revisione fondamentale. Lo studio di Yonsei faceva proprio questa affermazione: l’universo era già entrato in una fase di espansione rallentata, e l’energia oscura si stava indebolendo più rapidamente di quanto qualsiasi modello prevedesse. L’affermazione era straordinaria, e così è stata la risposta.

Un termometro cosmico

Lo strumento al centro di questo dibattito è un tipo di esplosione stellare chiamata supernova di tipo Ia. Questi eventi si verificano quando una nana bianca in un sistema binario attira troppa massa dalla sua compagna e innesca una detonazione termonucleare incontrollata — un lampo di luce che per breve tempo supera in luminosità un’intera galassia. Sorprendentemente, queste esplosioni sono abbastanza consistenti in luminosità da servire come quello che gli astronomi chiamano una candela standard: se sai quanto è veramente luminoso un oggetto, la sua apparente debolezza ti dice esattamente quanto è lontano.

Tre fisici — Adam Riess, Brian Schmidt e Saul Perlmutter — hanno usato questo metodo per misurare quanto velocemente le galassie lontane si stavano allontanando. Quello che hanno scoperto ha rivoluzionato la cosmologia: le galassie non si stavano semplicemente allontanando; si stavano allontanando più velocemente di prima. L’espansione dell’universo stava accelerando, spinta da una forza invisibile che hanno chiamato energia oscura. La scoperta valse a tutti e tre il Premio Nobel per la Fisica.

Il team di Yonsei ha usato lo stesso strumento — più di trecento supernove di tipo Ia — per arrivare alla conclusione opposta. La loro analisi sosteneva che, una volta corretta per il “pregiudizio dell’età” (l’idea che diverse popolazioni stellari producano supernove leggermente diverse), la firma dell’espansione accelerata scompare. Se fosse corretto, l’energia oscura non sarebbe una caratteristica fissa del cosmo, ma una in declino, già in ritirata.

Dove la sfida è crollata

Il dott. Phil Wiseman dell’Università di Southampton ha guidato il team di replica, lavorando insieme ai due Premi Nobel. La loro analisi ha identificato due errori specifici incorporati nella metodologia di Yonsei.

Il primo era una confusione sull’età. Lo studio coreano usava l’età della galassia ospite come indicatore dell’età della singola supernova al suo interno — una sostituzione che non regge. Le galassie contengono stelle di età molto diverse, e la supernova che esplode oggi potrebbe aver avuto origine in un sistema stellare miliardi di anni più vecchio o più giovane della media della galassia. Usare l’età della galassia come sostituto dell’età della supernova distorce sistematicamente l’analisi.

Il secondo errore era l’omissione di una correzione per la massa della galassia ospite — un passaggio standard nella cosmologia moderna delle supernove. La luminosità di una supernova di tipo Ia varia sottilmente a seconda della massa della galassia in cui si verifica, e questa correzione viene applicata come pratica di routine da anni. La sua assenza ha introdotto un bias sistematico nelle misurazioni delle distanze del team coreano, proprio le misurazioni che sono alla base di qualsiasi affermazione sulla storia dell’espansione.

“Le misurazioni precedenti e ben accettate erano, in effetti, corrette,” ha dichiarato Wiseman, “e la nostra attuale comprensione del destino dell’universo rimane solida.”

Il professor Sullivan, co-autore, ha osservato che mettere in discussione idee consolidate rimane essenziale per il progresso scientifico — e che questa sfida, anche se errata, ha spinto la comunità a esaminare l’astrofisica delle supernove e la metodologia cosmologica con rinnovata precisione. Un dibattito scientifico che si è concluso con la risposta originale invariata ha comunque fatto avanzare il campo.

Ciò che la conferma non risolve

La replica conferma l’accelerazione cosmica. Non spiega cosa la produce.

L’energia oscura costituisce circa il 70% dell’energia totale dell’universo, eppure non produce luce, nessuna particella rilevabile, nessun segnale diretto oltre all’impronta gravitazionale che lascia sul tasso di crescita dell’universo. La sua esistenza è dedotta interamente da ciò che fa — e ciò che fa è spingere. Ogni metodo che ha misurato l’espansione cosmica, dalle supernove di tipo Ia alla radiazione cosmica di fondo, alle oscillazioni acustiche dei barioni, alle sirene gravitazionali, restituisce lo stesso risultato: l’universo non si sta solo espandendo, si sta espandendo più velocemente di prima.

Ciò che nessuno di questi metodi ha risolto è se l’energia oscura sia fissa — una costante cosmologica che Einstein introdusse e poi definì il suo più grande errore — o se sia dinamica, un campo in evoluzione che potrebbe comportarsi diversamente in futuro rispetto a oggi. Questa distinzione è importante perché il destino dell’universo dipende da essa. Un’energia oscura fissa produce un universo che si espande per sempre a un tasso accelerato, diventando più freddo e più vuoto nel corso di trilioni di anni. Un’energia oscura in evoluzione introduce la possibilità di risultati molto più strani.

I primi risultati del sondaggio DESI hanno accennato a una possibile evoluzione dell’energia oscura, sebbene la significatività statistica non fosse abbastanza alta da essere conclusiva. Il team di Wiseman è esplicito sui limiti della loro scoperta: ciò che hanno confutato è l’affermazione specifica che l’accelerazione sia già cessata. Se l’energia oscura stessa stia cambiando nel tempo rimane una domanda aperta e attiva.

Domande comuni sull’energia oscura

Cos’è l’energia oscura?

L’energia oscura è il nome dato a qualunque cosa stia causando l’accelerazione dell’espansione dell’universo. Si comporta come una forza repulsiva diffusa uniformemente nello spazio e non interagisce con la materia ordinaria o la luce — rendendola invisibile a ogni strumento che abbiamo costruito. Nonostante costituisca circa il 70% dell’energia totale dell’universo, non è mai stata rilevata direttamente. La sua esistenza è dedotta interamente dal tasso di espansione dell’universo misurato attraverso supernove, sondaggi galattici e la radiazione cosmica di fondo.

Come sappiamo che l’universo sta accelerando?

Confrontando quanto velocemente le supernove lontane si stanno allontanando rispetto a quelle vicine. In un universo in decelerazione, le esplosioni molto distanti apparirebbero allontanarsi più velocemente del previsto rispetto alla loro luminosità. Invece, appaiono più deboli — il che significa che sono più lontane di quanto la decelerazione prevederebbe, il che significa che l’espansione ha accelerato nel tempo. Questa firma è stata confermata attraverso molteplici metodi osservativi indipendenti, ciascuno basato su fisiche diverse.

L’energia oscura potrebbe cambiare nel tempo?

Possibilmente. Il modello più semplice tratta l’energia oscura come una costante cosmologica — fissa, uniforme e permanente. Ma i primi risultati del sondaggio DESI e alcune compilazioni di supernove hanno accennato a possibili deviazioni. La domanda è genuinamente aperta. Questa replica conferma che l’accelerazione non è cessata; non risolve se l’intensità dell’energia oscura sia costante.

Questo risolve la tensione di Hubble?

No. La tensione di Hubble — il persistente disaccordo tra diversi metodi di misurazione dell’attuale tasso di espansione dell’universo — è un problema separato e irrisolto. Questa replica riguarda solo se l’universo stia ancora accelerando, non il tasso preciso al quale lo sta facendo.

Il Nancy Grace Roman Space Telescope, lanciato pochi giorni prima della pubblicazione di questa replica, dovrebbe fornire il più grande sondaggio di supernove della storia nella sua missione quinquennale. Combinato con i dati di lente gravitazionale debole di Euclid e le mappe galattiche di DESI, le osservazioni di Roman dovrebbero restringere sostanzialmente la gamma di possibili modelli di energia oscura — e confermare la costante cosmologica o forzare una revisione che nessuno ha ancora previsto.

Riferimento: Wiseman et al., “Still accelerating: type Ia supernova cosmology is robust to host galaxy age evolution,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026; 549(3). DOI: 10.1093/mnras/stag797

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