Apr 29

Come sono cresciute le galassie ***

Nelle fluttuazioni di densità della zuppa primordiale sono nati gli embrioni delle grandi strutture del Cosmo che vediamo oggi. Come hanno fatto? seguendo la regola del più forte e del più rapido...

Dopo il Big Bang una densissima zuppa di particelle ha iniziato il suo percorso trascinata dall'espansione di ciò che si era formato. A mano a mano che la zuppa si disperdeva, le particelle iniziarono a formare corpuscoli più grandi, fino all'atomo di idrogeno e di elio. Di pari passo la densità di particelle diminuiva. Tuttavia, era impossibile che la densità rimanesse uguale dappertutto. Essa doveva presentare delle fluttuazioni: era venuto il momento della battaglia tra densità locale ed espansione dell'Universo. Un gioco in cui entrava in ballo tutta la materia esistente e non solo quella presente in certe zone.  Il problema è, perciò, capire e simulare come tutto ciò possa portare  alle "macchie" già visibili nella radiazione cosmica di fondo e poi nelle grandi strutture odierne.

La diversità di densità che ha permesso  a certe strutture di diventare grandi o piccole in particolari zone dell'Universo è uno dei problemi più grandi della cosmologia. In parole semplici, come si è passati da una completa omogeneità alla situazione attuale della rete galattica e degli ammassi galattici. Si è cercato di simulare la crescita a partire dall'inizio di tutto, ma per poterlo fare bisognava avere a disposizione computer in grado di simulare non solo una certa quantità di massa, ma quella di tutte le particelle trascinate dall'espansione. Si dovrebbe, infatti, descrivere l'interazione gravitazionale tra TUTTE le particelle nate dal Big Bang. Un lavoro ben al di sopra del fattibile. Ragione per cui la crescita delle grandi e piccole strutture durante gli ultimi 13 miliardi di anni è rimasta in balia di pure speculazioni, senza poter contare sull'aiuto di modelli matematici. L'ingresso in campo di energia e materia oscura la dice lunga a proposito.

Al limite, ciò che si è potuto fare è stato modellizzare le interazioni tra galassie, ma non certo tra tutte le particelle!

Però, se potessimo studiare, attraverso osservazioni di moltissime galassie in tempi nettamente diversi,  si potrebbe magari scoprire la chiave della loro formazione e crescita?

Questo è quello che è stato fatto da un gruppo di ricercatori durante 10 anni di studio su decina di migliaia di galassie localizzate in certa ragione di cielo. In pratica, sono riusciti a capire come avveniva la crescita di singole proto-strutture e poi estendere quanto trovato quanto trovato sull'intero Spazio.

Si è studiata la relazione intercorrente tra la crescita delle galassie e lo spazio circostante per un intervallo di tempo di 9 miliardi di anni (meno male che la luce è "lenta" e ci può far vedere oggi tutte le fasi di crescita nel tempo!). Il meccanismo di base è risultato di una semplicità (e forse ovvietà) disarmante: le strutture più grandi crescono più in fretta di quelle più piccole.

Sembra un ragionamento alla "Catalano" (meglio una galassia grande e veloce che una piccola e lenta...), ma ha un'importanza fondamentale, in quanto ci può portare indietro fino alla distribuzione di densità creatasi dopo il Big Bang mentre la zuppa primordiale si espandeva. Proprio quella diversità di densità che ha poi costruito le strutture visibili oggi.

Il succo di tutto è che a questo punto si ha in mano una semplice, ma anche accurata, descrizione del perché e del come le fluttuazioni di densità sono cresciute fino alla distribuzione di materia che vediamo oggi. Un legame perfetto che ha agito per più di 13 miliardi di anni.

Articolo originario QUI

P.S.: ho cercato di rendere accessibile un argomento molto ostico, soprattutto nel metodo di approccio. Fortunatamente chi vuole andare a fondo può leggere tranquillamente il lavoro originario NON a pagamento.

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