I risultati del primo anno di DESI svelano nuovi indizi sull’energia oscura

I ricercatori della Ohio State University hanno svolto un ruolo importante nell’analisi del primo anno di dati provenienti dall’indagine del Dark Energy Spectroscopic Instrument sulla storia dell’universo.

DESI ha realizzato fino ad oggi la più grande mappa 3D del nostro universo. La Terra è al centro di questa sottile fetta della mappa completa. Nella sezione ingrandita è facile vedere la struttura sottostante della materia nel nostro universo. Credito immagine: collaborazione Claire Lamman/DESI; pacchetto mappa colori personalizzato di cmastro.

Con 5.000 minuscoli robot in un telescopio in cima a una montagna, il Strumento spettroscopico per l’energia oscura (DESI) raccoglie e misura la luce proveniente da oggetti spaziali lontani, garantendo agli scienziati la capacità di scrutare 11 miliardi di anni nel passato. Studiare come si è evoluto il cosmo è importante per capire come è iniziato e come potrebbe finire, e apre ulteriori domande a riguardo energia oscuraun ingrediente sconosciuto che fa sì che il nostro universo si espanda sempre più velocemente.

Per studiare gli effetti dell’energia oscura negli ultimi 11 miliardi di anni, DESI ha recentemente creato la più grande mappa 3D dell’universo mai costruita. Ciò segna la prima volta che gli scienziati misurano la storia dell’espansione dell’universo in quel primo periodo. Risultati così precisi hanno rivelato nuovi indizi senza precedenti su come il giovane universo potrebbe essersi evoluto.

DESI, una collaborazione internazionale che coinvolge più di 900 scienziati provenienti da oltre 70 istituzioni in tutto il mondo, è gestita dal Lawrence Berkeley National Laboratory del Dipartimento dell’Energia e comprende ampi contributi da parte dei membri dello Stato dell’Ohio. Guidato dal professore di fisica Klaus Honscheid e professore di astronomia e fisica Paolo Martiniil gruppo comprende ora professori, ricercatori e studenti laureati e universitari provenienti da tutta l’università.

Due membri dello stato dell’Ohio, Andrei Cuceuun borsista post-dottorato in astronomia e co-convocatore del gruppo di lavoro scientifico Lyman alpha che ha guidato gli sforzi per convalidare gli ultimi risultati dello strumento, e Ashley Ross, un ricercatore presso l’università Centro di Cosmologia e Fisica delle Astroparticelle e co-responsabile del gruppo che ha preparato la mappa del DESI per l’interpretazione e ha tenuto conto dei cambiamenti nelle prestazioni dello strumento, sono stati parte integrante delle recenti scoperte del DESI.

“DESI esamina un ampio intervallo di tempi nella storia dell’universo e il nostro lavoro ha esaminato alcune di quelle misurazioni più distanti”, ha affermato Cuceu. “Lo abbiamo fatto misurando una caratteristica chiamata oscillazioni acustiche barioniche (BAO), minuscoli schemi di increspature forniti dall’universo che indicano la distribuzione della materia mentre si evolve”.

Sono state utilizzate indagini su larga scala Misurazioni BAO come governanti cosmici per mappare l’espansione dell’universo in grande dettaglio, poiché i ricercatori possono comprendere meglio come l’energia oscura potrebbe aver allungato l’universo in determinati punti e distanze nel tempo confrontando il modo in cui si increspa nello spazio. In un studio guidato da Cuceu, un team li ha utilizzati per confermare l’accuratezza di 150 set di dati artificiali realizzati per imitare il primo rilascio di dati di DESI, concludendo infine che i risultati dello strumento erano accurati nonostante molti diversi vincoli cosmologici.

“Lo abbiamo utilizzato su molti tipi diversi di modelli e decisioni durante il processo di analisi e sembrava che generasse sempre più o meno lo stesso risultato finale”, ha affermato Cuceu. Le loro scoperte sono monumentali perché mostrano che i risultati di DESI forniscono suggerimenti allettanti che mettono in discussione sia i modelli tipici della cosmologia sia le idee attuali degli scienziati su come funziona la fisica, ha affermato Ross.

“Uno degli obiettivi dell’esperimento è esplorare essenzialmente la natura dell’energia oscura e se cambia nel tempo”, ha detto. “Questi primi risultati DESI suggeriscono che potrebbe non trattarsi di una costante cosmologica”.

I primi risultati della ricerca di DESI sono presentati in più documenti, che possono essere trovati sullo strumento sito di documentazione dei dati.

Oltre all’energia oscura, il DESI è stato utilizzato anche per studiare molti altri misteri cosmologici importanti per la fisica, come la massa di importanti particelle chiamate neutrini e come le singole galassie si sviluppano nel tempo. Martini, lo scienziato dello strumento DESI durante la sua costruzione e messa in servizio, ha affermato che la profondità dell’analisi dello strumento rende i risultati del DESI così innovativi.

“Il miglioramento che siamo riusciti a ottenere è dovuto non solo al fatto che disponiamo di una quantità di dati 10 volte superiore rispetto ai progetti precedenti, ma anche al fatto che ci siamo presi del tempo per comprendere davvero molto meglio i passaggi e le potenziali fonti di incertezza”, Martini disse.

Questa analisi copre i dati raccolti dal 2021 al 2022 e da allora DESI ha raccolto nuovi dati, il che significa che ora ci sono tre anni di nuovi dati promettenti da esaminare per gli scienziati.

“Per ora, stiamo sperimentando una nuova era della cosmologia”, ha detto Cuceu.

Verso la fine del decennio, i dati che DESI continua a raccogliere verranno utilizzati anche per integrare le indagini del cielo di prossima generazione, come il Osservatorio Vera C. Rubin E Telescopio spaziale romano Nancy Grace. Man mano che questi strumenti raccolgono dati più precisi e gli scienziati si mettono al lavoro per decodificare i loro risultati, molti sono fiduciosi che verranno rivelati pezzi ancora più interessanti del puzzle cosmico in continua evoluzione dell’universo.

“È un risultato davvero entusiasmante che potrebbe indicare un cambiamento significativo nella nostra comprensione dell’universo, e il fatto che vediamo questi indizi sull’energia oscura ci dà il carburante per andare avanti”, ha detto Honscheid, che è l’attuale scienziato e scienziato dello strumento DESI. condurre le operazioni dello strumento. “Il futuro appare estremamente luminoso per DESI e altri esperimenti a lungo termine come questo”.

Fonte: Università statale dell’Ohio