Affrontare la gravità della situazione
La capacità di osservare, misurare e modellare i fenomeni cosmologici su larga scala è migliorata in modo significativo negli ultimi decenni, portando con sé una enorme quantità di nuovi dati. Lo studio indica importanti differenze nelle teorie attuali delle particelle fondamentali e della forza di gravità. Varie proposte hanno tentato di spiegare la materia mancante e l'energia mancante, anche chiamata la differenza tra massa ed energia. I ricercatori finanziati dall'UE impegnati nel progetto COSMOGRAV ("Cosmological tests of gravity") hanno creato un quadro analitico per testare le ipotesi riguardanti questa importantissima domanda aperta nel campo della cosmologia. Si ipotizza che la materia oscura fredda sia un componente mancante della materia invisibile ai fotoni. Questa semplice correzione alla Teoria generale della relatività di Einstein spiega molto ma prevede più organizzazione di quanta ne esista. Essa mostra inoltre che l'espansione dell'Universo sta rallentando mentre, in effetti, si sa che sta accelerando. Per affrontare questo problema, gli scienziati hanno proposto anche l'esistenza dell'energia oscura, ma la sua natura rimane un mistero. Né la materia oscura fredda né l'energia oscura sono state mai individuate direttamente, ma entrambe sono confermate nella teoria di Einstein. COSMOGRAV si è proposto di studiare se siano necessarie una nuova teoria della gravità o una nuova teoria della materia. Una nuova teoria della gravità potrebbe risolvere entrambi i problemi con la stessa soluzione. Per studiare teorie alternative della gravità, gli scienziati hanno sviluppato deviazioni parametriche dalla relatività generale su una scala cosmica. Il quadro è stato usato con successo per descrivere una gamma molto ampia di teorie della gravità. I ricercatori hanno inoltre sviluppato delle tecniche per misurare le deviazioni dalla relatività generale e per stimare l'energia oscura usando osservazioni cosmologiche. L'analisi ha portato a importanti vincoli sulle teorie della gravità basate su campi scalari piuttosto che vettoriali. Infine, gli scienziati hanno studiato la possibilità che la materia oscura e l'energia oscura siano accoppiate, fornendo informazioni su nuovi modi in cui questo potrebbe accadere. Il quadro di COSMOGRAV apre la strada a nuove ricerche sulle interazioni tra materia oscura, energia oscura e gravità, molte delle quali sono già iniziate. I risultati avranno delle implicazioni di vasta portata riguardo a formazione, natura e sorte finale dell'Universo.
