L’energia oscura esiste davvero?
La spiegazione più semplice dell’espansione che accelera è la costante cosmologica, introdotta per la prima volta da Einstein, ma il suo valore richiesto non può essere spiegato dalle attuali leggi fisiche. Altrimenti, non ci potrebbe essere l’energia oscura. Una variazione a grande distanza alla forza di gravità potrebbe giustificare la tardiva accelerazione dell’universo. Finanziato dall’UE, il progetto MGATDE (Modified gravity as an alternative to dark energy) ha studiato le idee teoriche per modificare la GR su grandi scale. Un’idea era quella di usare le cosiddette interazioni del galileone. I ricercatori hanno mostrato che nei modelli con queste interazioni del galileone, risulta possibile trovare delle soluzioni in accelerazione senza la costante cosmologica. L’idea delle interazioni del galileone è stata usata per sviluppare modelli coerenti non lineari per la gravità intensa. Un’altra questione era se il gravitone possiede una massa. Il team ha trovato delle soluzioni che presentano il meccanismo di Vainshtein, per il quale la GR viene ripristinata su piccole scale. Essi hanno anche scoperto delle soluzioni instabili dove l’accelerazione dell’universo è spiegata da una piccola massa del gravitone. Da una prospettiva osservazionale, l’obbiettivo principale era quello di sviluppare dei modi efficienti per usare le serie di dati basati sull’osservazione al fine di distinguere modelli a gravità modificata da modelli dell’energia oscura basati sulla GR. MGATDE ha mostrato che un rilevamento che si svolge nello spazio e che include sia misurazioni della lente gravitazionale che della velocità peculiare può limitare significativamente le modifiche alla GR. Anche se è possibile testare la GR in un modo che sia indipendente da modelli su grandi scale, ci sono anche informazioni disponibili su piccole scale, dove il raggruppamento della materia oscura diventa non lineare. Il progetto ha sviluppato un approccio basato sulla teoria perturbativa per risolvere l’equazione non lineare per la modalità scalare. Questo ha comportato lo sviluppo di un codice autoadattivo PM (particle-mesh) a N corpi per effettuare delle simulazioni in modelli a gravità modificata. Questo renderà possibile l’utilizzo di un’enorme quantità di informazioni su scale non lineari per testare i modelli a gravità modificata. Nel prossimo decennio, enormi rilevamenti astronomici consentiranno di testare le idee teoriche sviluppate in questo progetto.
Parole chiave
Energia oscura, relatività generale, costante cosmologica, gravità, MGATDE
