Le recenti osservazioni relative al fondo cosmico di microonde, alla distribuzione spaziale delle galassie, alla distanza delle supernovae di tipo 1a ed alle le lenti gravitazionali mostrano che solamente ~ 4% della massa dell'Universo e' costituita da particelle note. La rimanente frazione e' costituita da materia oscura (~25 %) e da energia oscura (~71 %). Comprendere la natura di queste componenti costituisce il problema principale, teorico ed osservativo, che la Cosmologia si trova ad affrontare oggi. Per quanto riguarda la materia "ordinaria" si pone inoltre il problema dei "barioni mancanti", ovvero il fatto che solo il ~ 2% dei barioni attesi e' effettivamente osservato nell'universo vicino.
L'esistenza dell'Energia Oscura e' stata invocata per giustificare lo stato di espansione accelerata dell'Universo. Che pero' potrebbe anche essere spiegato invocando una modifica delle Equazioni di Einstein su scale cosmologiche.
Un test particolarmente promettente, proposto tra gli altri dal nostro gruppo, si basa sugli effetti distorsivi che le velocita' peculiari delle galassie inducono nella mappatura 3-dimensionale della galassie dell'Universo.
La figura, tratta da una simulazione numerica, illustra il fenomeno. I segmenti gialli mostrano il campo di velocita' in vicinanza di un ammasso di galassie (regione rossa) e delle strutture filamentari ad esso collegate (regioni azzurre).
Abbiamo proposto ed eseguito vari tipi di tests che consistono nello studio delle proprieta' statistiche della distribuzione spaziale di galassie, ai dati della survey
VIPERS di circa 100,000 oggetti. A valle del sucesso di queste analisi e sfruttando l'esperienza maturata, stiamo ora elaborando la strategia necessaria per analizzare la distribuzione spaziale di circa 30 milioni di galassie che saranno osservate dalla missione spaziale Europea "
Euclid", che verra' lanciata nel 2022 e che, presumibilmente, ci permettera' di raggiungere una piu' completa comprensione della struttura su grande scala dell'Universo e della sua evoluzione. Il nostro gruppo, infatti, e' fortemente coinvolto nella preparazione della missione "
Euclid" e, all'interno di essa, e' responsabile dello sviluppo, implementazione e validazione degli algoritmi che saranno utilizzati per lo studio delle delle struttuture cosmiche e dell'universo nella sua globalita'.
Il nostro gruppo si propone inoltre di determinare l'abbondanza e la distribuzione spaziale della materia oscura e di valutare la possibilita' di rivelarla indirettamente attraverso i raggi gamma prodotti dalla sua auto-annichilazione. Il segnale atteso e' estremamente debole e potrebbe essere rivelato studiando le anisotropie del fondo gamma diffuso osservato dal satellite Fermi di cui stiamo analizzando la correlazione angolare.
Infine il nostro gruppo partecipa alla ricerca dei barioni mancanti nell'ambito della collaborazione
Athena. Si ritene infatti che questi barioni facciano parte del mezzo intergalattico in forma di gas caldo e ionizzato e, come tale, rivelabile solo con osservazioni in banda X. Il nostro gruppo si occupa di caratterizzare teoricamente questa componente di definire le strategie per poterla osservare.
Dr. Alessandro Cuoco (Univ. Torino)
Dr. Luigi Guzzo (Univ. degli Studi. Milano)
Dr. Federico Marulli (Univ. Bologna)
Prof. Lauro Moscardini (Univ. Bologna)
Prof. Adi Nusser (Technion. Haifa. Israel)
Dr. Fabrizio Nicastro (INAF-OAR)
Prof. Matteo Viel (SISSA Trieste)
Prof. Will Percival (Univeristy of Waterloo. Canada)
Dr. Marko Simonovic (CERN. CH)
Dr. Emanulele Castorina (Univ. degli Studi. Milano)
Dr. Carmelita Carbone (INAF-Milano)
Dr. Elena Sarpa (Insitute d'astrophysique de Paris. France)
