Il fantomatico ” mondo specchio” potrebbe essere la causa della controversia cosmica.
Una nuova ricerca suggerisce un “mondo a specchio” di particelle invisibili che interagisce con il nostro mondo solo attraverso la gravità. e che potrebbe essere la chiave per risolvere un importante rompicapo della cosmologia attuale: il problema della costante di Hubble.
La costante di Hubble rappresenta il tasso di espansione dell’universo attuale. Le previsioni per questa velocità, basate sul modello standard della cosmologia, sono significativamente più lente rispetto alla velocità rilevata dalle nostre misurazioni locali più precise. Questa discrepanza è un problema che molti cosmologi hanno cercato di risolvere modificando il nostro attuale modello cosmologico. La sfida è farlo senza rovinare l’accordo tra le previsioni del modello standard e molti altri fenomeni cosmologici, come il fondo cosmico a microonde. Determinare se esista uno scenario cosmologico di questo tipo è la domanda a cui i ricercatori, tra cui Francis-Yan Cyr-Racine, .professore assistente presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università del New Mexico,. Fei Ge e Lloyd Knox dell’Università della California, Davis, hanno cercato di rispondere.
Secondo la NASA, la cosmologia è lo studio scientifico delle proprietà su larga scala dell’universo nel suo complesso. I cosmologi studiano concetti come la materia oscura e l’energia oscura e se esiste un unico universo o molti, a volte chiamato multiverso. La cosmologia comprende l’intero universo, dalla nascita alla morte, con misteri e intrighi ad ogni angolo.
Il mondo Specchio e le ipotesi sul multiverso
Ora, Cyr-Racine, Ge e Knox hanno scoperto una proprietà matematica dei modelli cosmologici che non era stata notata in precedenza. e che potrebbe, in linea di principio, consentire un tasso di espansione più rapido, senza modificare le altre previsioni del modello cosmologico standard, .testate con maggiore precisione. Hanno scoperto che una scalatura uniforme dei tassi di caduta libera gravitazionale. e del tasso di dispersione fotone-elettrone lascia quasi invariate la maggior parte delle osservabili cosmologiche adimensionali.
“In sostanza, sottolineiamo che molte delle osservazioni che facciamo in cosmologia hanno una simmetria intrinseca quando si ridimensiona l’universo nel suo complesso. Questo potrebbe fornire un modo per capire perché sembra esserci una discrepanza tra le diverse misurazioni del tasso di espansione dell’Universo”.
La ricerca, intitolata “Symmetry of Cosmological Observables, a Mirror World Dark Sector, and the Hubble Constant” è stata pubblicata di recente su Physical Review Letters.
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Questo risultato apre un nuovo approccio per riconciliare le osservazioni del fondo cosmico a microonde .e della struttura su larga scala con valori elevati della costante di Hubble H0: trovare un modello cosmologico in cui la trasformazione di scala possa essere realizzata. senza violare le misure delle quantità non protette dalla simmetria. Questo lavoro ha aperto una nuova strada verso la risoluzione di ciò che si è presentato come un problema impegnativo. Un’ulteriore costruzione del modello potrebbe portare alla coerenza con i due vincoli non ancora soddisfatti: le abbondanze primordiali dedotte di deuterio ed elio.
Se l’universo sfrutta in qualche modo questa simmetria, i ricercatori sono portati a una conclusione estremamente interessante: l’esistenza di un universo specchio molto simile al nostro, ma a noi invisibile se non attraverso l’impatto gravitazionale sul nostro mondo. Questo settore oscuro “mondo specchio” consentirebbe di scalare efficacemente i tassi di caduta libera gravitazionale, rispettando la densità media di fotoni misurata oggi con precisione.
“In pratica, questa simmetria di scala potrebbe essere realizzata solo includendo nel modello un mondo a specchio, un universo parallelo con nuove particelle che sono tutte copie di particelle note”, ha detto Cyr-Racine. “L’idea del mondo a specchio è nata negli anni Novanta, ma non è stata riconosciuta in precedenza come una potenziale soluzione al problema della costante di Hubble”.
“Potrebbe sembrare una follia, ma questi mondi specchio hanno una vasta letteratura fisica in un contesto completamente diverso, poiché possono aiutare a risolvere problemi importanti nella fisica delle particelle”, spiega Cyr-Racine. “Il nostro lavoro ci permette di collegare, per la prima volta, questa vasta letteratura a un importante problema di cosmologia”.
Conclusioni
Oltre a cercare gli ingredienti mancanti nel nostro attuale modello cosmologico, i ricercatori si chiedono anche se questa discrepanza della costante di Hubble possa essere causata in parte da errori di misurazione. Sebbene rimanga una possibilità, è importante notare che la discrepanza è diventata sempre più significativa man mano che sono stati inclusi nelle analisi dati di qualità superiore, il che suggerisce che i dati potrebbero non essere in difetto.
“Si è passati da due Sigma e mezzo a tre, da tre e mezzo a quattro Sigma. Ora siamo praticamente al livello cinque Sigma”, ha aggiunto Cyr-Racine. “Questo è il numero chiave che rende il problema reale, perché abbiamo due misurazioni della stessa cosa, che, se abbiamo un quadro coerente dell’universo, dovrebbero essere completamente coerenti l’una con l’altra, ma differiscono di una quantità statisticamente significativa”.
“Ecco la premessa che abbiamo fatto e abbiamo valutato: quali potrebbero essere le cause e perché queste misurazioni sono discordanti? Questo è un grosso problema per la cosmologia. Sembra che non riusciamo a capire cosa stia facendo l’universo oggi”.
