• 27 Novembre 2021 10:38

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

L’organizzazione delle galassie nell’Universo

Dobbiamo a Phillip James Edwin (detto Jim) Peebles (nato a Winnipeg il  25 aprile 1935),  astronomo canadese naturalizzato statunitense la conoscenza di come  sono organizzate le galassie all’interno  dell’Universo. 

Le sue ricerche partite  verso  la fine degli anni Settanta dello  scorso secolo si fondarono su una peculiare unità  di misura, la funzione  di covarianza, ovvero l’eccesso  medio di probabilità di trovare una galassia in un piccolo guscio di raggio r basato su  una galassia scelta a caso rispetto alla  densità  media delle galassie dell’universo.

Se le galassie inizialmente avessero avuto una distribuzione di Poisson, (ovvero se fossero distribuite in modo casuale) la funzione  di covarianza sarebbe nulla  per qualsiasi raggio, evitando così la formazione di qualsiasi clustering di galassie. Nelle condizioni di Poisson esistono,   però.  regioni casuali di sovradensità e di sottodensità e nelle prime per effetto delle spinte gravitazionali le galassie si avvicinerebbero collassando e formando quindi degli ammassi.  

Peebles ed i suoi collaboratori iniziarono a misurare  la funzione di covarianza nel  cielo  reale  sfruttando i cataloghi elaborati  da Zwicky. In accordo  con i calcoli teorici Peebles scoprì che la funzione di covarianza  era uguale  ad 1 ad un raggio  di 24 milioni di anni luce. In altre  parole stando su una galassia qualsiasi ed osservando in tutte le direzioni troveremmo in  media  1+1 galassie alla distanza  di 24 milioni di anni luce ossia il  doppio della  densità  che si trova in media nell’universo.

Il calcolo teorico  di Peebles si basava sul modello di universo  di Friedmann ovvero un universo omogeneo, isotropo e non statico. Sotto queste ipotesi, è possibile definire una densità media dell’universo (densità di massa-energia) e, come Friedman ha dimostrato, descrivere lo spazio in ogni istante con un solo numero, la curvatura scalare.

Secondo Peebles il fatto che questo modello di universo prevedesse risultati in accordo con le osservazioni sperimentali corroborava  l’idea di un universo con densità  di massa  critica.  In  una celebre dimostrazione al Caltech, a cui assistettero fra gli altri Richard Feynman e J. Richard Gott, Peebles  portò una brillante  simulazione al computer, frutto delle sue ricerche.

In questo video che rapì  l’attenzione dei presenti Peebles illustrò che  in base ad uno stretto ordine gerarchico l’Universo non era altro che un insieme di ammassi, dentro altri ammassi, a loro volto contenuti da altri ammassi. Questa struttura fu completata da un articolo pubblicato nel 1983 da Neta Bahcall e Ray Soneira, che dimostrò l’esistenza  di ammassi di ammassi, che oggi definiamo superammassi di galassie.

Se dovessimo scrivere una lettera ad un nostro amico alieno che vive all’altro  capo dell’Universo, l’indirizzo del mittente dovrebbe quindi essere:  Terra, Sistema Solare, Via Lattea, Gruppo  Locale, superammasso della Vergine.

Non aspettatevi una risposta in tempi brevi.

Natale Seremia

Appassionato da sempre di storia e scienza. Divoratore seriale di libri. Blogger di divulgazione scientifica e storica per diletto. Diversamente giovane. Detesto complottisti e fomentatori di fake news e come diceva il buon Albert: "Solo due cose sono infinite: l’universo e la stupidità umana, riguardo l’universo ho ancora dei dubbi."

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