Ricerca di energia oscura e materia oscura
Il telescopio spaziale Euclid dell’Agenzia Spaziale Europea sarà dotato di una telecamera a raggi infrarossi per monitorare la distribuzione delle galassie e misurare l’accelerazione cosmica. Gli scienziati pensano che l’espansione accelerata dell’universo sia guidata dall’energia oscura. Nel progetto DRKFRCS (Disambiguating the invisible universe), finanziato dall’UE, gli scienziati si sono concentrati su test inerenti alla costante cosmologica, al fine di verificare se questa è adatta per descrivere l’universo in espansione. Indipendentemente dall’accelerazione, la cosmologia offre l’opportunità di testare la misura in cui la relatività generale descrive la gravità su scala galattica. Negli ultimi decenni, sono stati sviluppati numerosi codici per risolvere l’equazione di Boltzmann, in presenza di gravità. Il risultato di tutti questi codici viene utilizzato per vincolare parametri cosmologici o generare condizioni iniziali per la simulazione fisica su piccole scale di grandezza. Il team del progetto DRKFRCS ha ampliato il sistema CLASS (Cosmic linear anisotropy solving system) per ottenere vincoli sui modelli di gravità modificati tramite recenti dati osservazionali. Inoltre, il sistema Horndeski in the cosmic linear anisotropy solving system (hi-class) può essere utilizzato per studiare gli effetti relativistici su scale di grandezza ultra elevate. Nel codice rilasciato pubblicamente nel giugno 2016, sono state apportate delle modifiche per consentire la modellizzazione della dinamica relativa ai modelli di energia oscura che appartengono alla classe delle teorie di Horndeski. Ad oggi, il sistema hi-class è ancora in fase di sviluppo con nuove funzionalità aggiunte, allo scopo di ampliare la scelta dei modelli. Prima del termine del progetto DRKFRCS, gli scienziati hanno scoperto una connessione precedentemente sconosciuta tra i modelli di energia oscura che modificano la relatività generale e le onde gravitazionali. Essi hanno dimostrato una corrispondenza diretta tra la comparsa di stress anisotropo nelle soluzioni cosmologiche e una modifica nella propagazione delle onde gravitazionali. Lo stress anisotropo viene spesso osservato nelle teorie di Horndeski, così come in ambito di altre classi generali di modelli che estendono la gravità. Nello specifico, tale parametro divide i valori dei due potenziali gravitazionali scalari. Il rapporto tra i due potenziali è un modello indipendente osservabile che il telescopio Euclide dovrebbe essere in grado di misurare con elevata precisione. Inoltre, i risultati del progetto aprono la strada a un metodo di misurazione completamente diverso, ossia la rilevazione di onde gravitazionali per la ricerca di energia oscura.
Parole chiave
Energia oscura, materia oscura, accelerazione cosmica, DRKFRCS, onde gravitazionali
