Le galassie si capovolgono e non sentiamo niente

“Tutto nell’universo si riunisce”, afferma la cosmologa Elisa Chisari (1986) mentre allunga le braccia sopra la testa. Abbiamo preso un appuntamento nel suo ufficio all’Università di Utrecht. C’è solo una sedia e un tavolo con alcuni libri e una grande lavagna con formule di gesso bianco.

Keshari indaga su come le galassie si deformano l’una con l’altra attirandole insieme con la loro stessa gravità. “Lo stesso fenomeno per cui la Luna distorce gli oceani sulla Terra si riflette su una scala enorme in tutto l’universo”. La luna attira gli oceani da diverse parti con la sua gravità. Queste sono forze di marea e quindi la Luna distorce gli oceani in modo leggermente diverso e crea maree. “Lo stesso effetto si verifica anche tra galassie molto distanti”.

Le forze di marea sono un’importante fonte di informazioni. “Rivela qualcosa sull’evoluzione dell’universo.” Chisari ha ricevuto una borsa di studio Vidi dal NWO nel luglio di quest’anno per la sua ricerca sugli effetti delle forze di marea sulle galassie.

Come posso immaginarlo, distorcendo le galassie con le forze di marea?

Ci sono milioni di galassie di diverse dimensioni e forme. Alcuni si muovono l’uno verso l’altro. Quando si avvicinano l’uno all’altro, si attraggono più forte con la loro attrazione. Due cose potrebbero accadere dopo, a seconda della forma delle galassie. Le galassie a forma di uovo si estendono verso l’esterno quando un lato della galassia viene tirato più fortemente dell’altro. Vediamo questo metodo di deformazione molto spesso. Le galassie a spirale, come la Via Lattea che include la Terra, possono capovolgersi lentamente”.

Facce?

“Sì. Devi immaginare che una galassia a spirale stia ruotando sul suo asse sopra un’altra galassia. L’altra galassia, con la sua gravità, tiene la galassia a spirale. La galassia inizia a tirare e capovolgere la spirale.”

Anche la Via Lattea si ribalta?

“No, non l’abbiamo mai visto prima nella Via Lattea. Abbiamo appena visto questo fenomeno e non sappiamo ancora esattamente come funzioni. Le galassie che abbiamo visto sono molto lontane”.

E se la Via Lattea si capovolgesse, sarebbe evidente sulla Terra?

“No, sulla Terra sentiamo solo le forze di marea provenienti dai corpi celesti vicini, come la Luna. Non noteremo nulla di capovolgimento.”

Perché sei così entusiasta di scoprire come le forze delle maree distorcono le galassie?

“Il modo in cui le maree influenzano le galassie ci insegna qualcosa sull’inizio dell’universo, poco dopo il Big Bang. Non capiamo davvero la fisica dell’universo primordiale. Gli astronomi possono guardare indietro nel tempo solo in misura limitata. La luce che ora raggiunge la Terra da una galassia lontana miliardi di anni luce dalla Terra ha miliardi di anni. Solo che la luce non può muoversi liberamente nello spazio fino a circa 380.000 anni dopo il Big Bang. Prima di quel momento, la densità nell’universo era ancora molto alta. Tuttavia , le impronte risalenti a 380.000 anni dopo il Big Bang sono ancora nascoste nel modo in cui le galassie si allineano ora. Da varie teorie fisiche sull’universo primordiale, le galassie dovrebbero ora interagire in modo diverso con le maree.

La maggior parte dell’universo è sconosciuta

E capire come le forze di marea distorcono le galassie è importante anche per qualcos’altro. La luce che viaggia da una galassia lontana alla Terra viene deviata lungo il percorso. Di conseguenza, la galassia appare distorta se vista dalla Terra. Vogliamo separare l’effetto della cosiddetta lente gravitazionale dagli effetti di marea. I fisici stanno usando la lente gravitazionale per studiare due importanti problemi irrisolti in fisica”.

Quale allora?

“La maggior parte dell’universo è sconosciuta. Conosciamo solo circa il 5% della materia intorno a noi. Il 25% è ipotetica materia oscura. Queste sono probabilmente particelle finora sconosciute. Non le vediamo. Non emettono luce, ma si tradiscono con la loro massa che sono tirati fuori dal loro ambiente, dalla gravità. L’altro 70 percento è energia oscura. Questa è un’ipotetica forma di energia che sta facendo espandere sempre di più l’universo.

“Lavoro con astronomi a Leida che studiano le lenti gravitazionali per scoprire le proprietà dell’energia oscura e della materia oscura. Usiamo modelli che simulano l’effetto delle maree sulle galassie per distinguere tra i due diversi effetti”.

Come lo fai, modellando le forme delle galassie dal tuo ufficio a Utrecht?

“Avevo un’idea romantica che gli astronomi trascorressero le loro notti guardando attraverso un telescopio da qualche parte sulla cima di una montagna. Quindi non è così. Da Utrecht, ho analizzato le osservazioni che provengono da grandi telescopi come il VLT Survey Telescope in Cile. A volte teorizzo con carta e penna, a volte lavoro con modelli al computer”.

Ho un telescopio che uso nel tempo libero

Preferiresti farlo guardando attraverso un telescopio di notte?

“No, mi piace molto la varietà ora nella mia ricerca. Ho un telescopio che uso nel mio tempo libero. Quando ero un adolescente, ho avuto il primo. Dopo di che, la mia famiglia, su mia richiesta, ha voluto acquistarlo per me. Per determinare quale voglio, ho fatto molte ricerche su Cosa possono fare i diversi telescopi. L’ho trovato molto interessante all’epoca.

“Sono cresciuto a Buenos Aires, dove la nostra casa era sempre piena di libri di astronomia di mio padre. Da bambino, sfogliavo i suoi libri e immaginavo perché l’universo esistesse e perché sembra così com’è”.

E con il tuo telescopio, a volte puoi ammirare le cose “inferiori” nell’universo dalle galassie … la luna e i pianeti del sistema solare.

Ride: “Sì. E durante il mio liceo ho fatto una piccola ricerca su qualcosa di completamente diverso. Il mio liceo aveva un osservatorio dove ho seguito un corso di astronomia. Ho fatto il mio progetto di ricerca lì con un telescopio e ho notato un gruppo di stelle nato dalla stessa nuvola. Il nostro compito è quello di indagare in quale fase del suo sviluppo è stato di massa. Quella è stata la mia prima esperienza di ricerca. È stato impressionante.”