Euclid a caccia del “lato oscuro” dell’universo
Sabato 1° luglio è stato lanciato Euclid, uno strumento che potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo. Il veicolo spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea è dotato di un telescopio da 1,2 metri che permetterà di realizzare, per la prima volta, una mappa 3D della distribuzione della cosiddetta materia oscura e dell’ancor più elusiva energia oscura.
Anche se sembrano concetti derivati dalla saga di Star Wars, si tratta di una delle più grandi sfide della moderna cosmologia. Se la materia oscura, pur essendo invisibile, interagisce con la materia grazie alla gravità, l’energia oscura sembra fare esattamente l’opposto, agendo come una forza che si oppone alla gravità, provocando un’accelerazione dell’espansione dell’universo, un dato di fatto inequivocabile scoperto per la prima volta nel 1998.
Se questo non bastasse, c’è il paradosso legato al fatto che queste due entità invisibili costituiscono il 95% dell’universo, mentre tutto ciò che siamo in grado di vedere e misurare (pianeti, stelle, galassie) rappresenta solo il 5% mancante.
Ma in che modo Euclid potrà rivelare l’esistenza di questo “universo oscuro”, visto che non si riesce a vederlo né tanto meno a misurarlo? È proprio questo l’aspetto più intrigante della missione europea.
In primo luogo, Euclid dovrà raggiungere il 2° punto di Lagrange, una zona a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, dove l’attrazione gravitazionale del nostro pianeta e quella del Sole si equivalgono e permettono di mantenere una posizione stabile rispetto alla Terra. Una volta posizionato in direzione opposta al Sole, accompagnerà il nostro pianeta nel suo moto di rivoluzione, con il globo terrestre che farà da schermo al bagliore della stella. Grazie a questo “trucco”, Euclid potrà analizzare la distribuzione delle galassie con i suoi sensori in grado di rilevare la luce visibile e infrarossa e spingere lo sguardo fino a 10 miliardi di anni luce. Ci vorranno più di sei anni perché il telescopio possa completare questa indagine che riguarderà circa un terzo della sfera celeste.
La materia oscura, proprio come accade per la materia ordinaria, è in grado di piegare la luce producendo quello che si chiama “lente gravitazionale”. Ogni alterazione nelle forme delle galassie, che appaia nelle immagini di Euclid ma non sia associabile a oggetti visibili, dovrebbe evidenziare la presenza di materia oscura. Queste distorsioni sono minuscole e non possono essere misurate dai telescopi terrestri a causa delle alterazioni causate dall’atmosfera. La novità sta proprio nella sensibilità di rilevare anche le più piccole deformazione causate dalla gravità.
Grazie ai sensori di nuova generazione e all’utilizzo di complicati algoritmi, gli astronomi saranno in grado di calcolare la quantità di materia oscura presente tra la posizione del telescopio e quella di ognuna delle galassie “distorte” e di creare la prima mappa 3D della materia oscura nell’universo.
Se è difficile tracciare la materia oscura, mettere in evidenza l’energia oscura potrebbe rivelarsi una sfida ancor più complessa. Gli astronomi sono convinti che la distribuzione delle galassie e degli ammassi di galassie nello spazio-tempo non sia casuale ma sia il riflesso delle onde sonore presenti nell’universo ancora giovane emerso dopo il Big Bang. Grazie a queste onde si sono prodotte regioni di gas più denso che in seguito hanno dato origine alle galassie. Tracce di questi fenomeni sono ancora presenti nella “radiazione cosmica”, un rumore di fondo ancora oggi rilevabile nella banda a microonde, che rappresenta quello che resta della prima luce che si diffuse attraverso l’universo emergente.
Confrontando le impronte antiche derivate dall’analisi della “radiazione cosmica” con quelle misurate grazie ai dati di Euclid, gli scienziati saranno in grado di vedere quanto l’universo si è espanso dai suoi primi giorni e quale ruolo ha giocato l’energia oscura nell’accelerare tale processo.
Le prime immagini di Euclid potrebbero arrivarci tra qualche mese ma ci vorranno anni prima che il telescopio spaziale raccolga dati sufficienti per tentare di rispondere alle grandi domande sul “lato oscuro” dell’universo.