Astrofisica



 
 

Il problema della Materia ed Energia Oscura in Cosmologia


Imagine
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.

Il nostro gruppo si propone 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.

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. Esistono dei tests osservativi per distinguere tra queste due ipotesi. Un test particolarmente promettente, proposto tra gli altri dal nostro gruppo, si  si basa sulla misura delle velocita'  peculiari delle galassie. La figura, tratta da una simulazione numerica, illustra il fenomeno. I segmenti gialli mostrano il campo di velocitĂ  in vicinanza di un ammasso di galassie (zona rossa) e delle strutture filamentari ad esso  collegate (regioni azzurre).  Abbiamo recentemente applicato questo test utilizzando i dati della survey  VIPERS e ne stiamo migliorando l'efficacia per applicarlo alle surveys di prossima generazione come quella che verra' condita attraverso il satellite europeo "Euclid" . Il nostro gruppo e' parte di questi grandi progetti che segneranno lo sviluppo della cosmologia Osservativa del prossimo decennio.

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.


Membri:


Collaborazioni

Prof. L. Amendola (Univ. Heidelberg)
Dr. Alessandro Cuoco (Univ. Torino)
Prof. Marc Davis (Univ. Berkeley)
Dr. Luigi Guzzo (INAF-OABrera)
Dr. Federico Marulli (Univ. Bologna)
Prof. Lauro Moscardini (Univ. Bologna)
Prof. Adi Nusser (Technion. Haifa. Israel)
Dr. Luigi Piro (INAF-IASP)
Dr. Matteo Viel (INAF-OATrieste)

Copyright© 2014 Dipartimento di Matematica e Fisica