Com'era l'Universo 10 miliardi di anni fa? Viaggio a ritroso nel tempo grazie al telescopio Euclid
Il telescopio spaziale Euclid con le sue osservazioni permetterà di fare un viaggio a ritroso nel tempo fino a 10 miliardi di anni fa e di vedere come l’Universo si è evoluto da allora. Grazie ad Euclid ricostruiremo la storia degli ultimi 10 miliardi di anni.
E' iniziata con successo la prima fase operativa per Euclid, consistente nel suo lancio dalla base di Cape Canaveral in Florida giorno 1 Luglio. Euclid è attualmente in viaggio verso il punto L2.
Euclid e il viaggio verso L2
Durerà 4 settimane il viaggio spaziale del telescopio Euclid. Destinazione è un luogo speciale nello spazio chiamato punto lagrangiano L2 a circa un milione e mezzo di chilometri dalla Terra.
La stabilità gravitazionale di questa posizione L2 permetterà al telescopio di orbitare attorno al Sole, mantenendo la stessa posizione relativa rispetto a Sole-Terra, per i sei anni previsti di durata della missione, durante i quali il telescopio osserverà miliardi di galassie.
A mano a mano che la Terra orbita attorno al Sole, anche Euclid orbiterà attorno al Sole mantenendo costante la sua posizione lungo la direttrice telescopio-Terra-Sole. Darà costantemente le spalle al Sole, che ne alimenterà i pannelli solari, e osserverà ogni anno quasi un terzo dell'intero cielo.
Perché chiamarlo Euclid?
Euclide fu un matematico greco vissuto tra il IV e il III secolo A.C. La sua opera più famosa è un trattato di geometria, gli “Elementi”, contenenti la prima formulazione di geometria, oggi nota come geometria euclidea. Ancora oggi la geometria euclidea è l’unico tipo di geometria insegnata nelle scuole fino alle ultime classi delle superiori.
Il telescopio spaziale Euclid studierà la distribuzione di materia nel cosmo, cioè la grandezza fondamentale che ne determina la geometria. Ed è per questo che la missione è stata dedicata al grande personaggio.
Perché Euclid permetterà un viaggio a ritroso nel tempo
La velocità della luce non è infinita ma ha un valore di circa 300.000 km/s. Quindi, un raggio di luce impiega 1 secondo per percorrere 300.000 chilometri. Questo ha implicazioni notevoli sull’informazione trasportata dalla luce: esiste un ritardo tra la luce che osserviamo e il momento in cui viene prodotta.
Un raggio di luce emesso dal Sole impiega circa 8 minuti per arrivare sulla Terra. Quando guardo il Sole, lo vedo così come era 8 minuti fa, quando la luce prodotta dal Sole ha iniziato il suo viaggio verso la Terra.
Quando osservo il pianeta Nettuno, il più distante del Sistema Solare, lo vedo come era 4 ore fa. Se osservo la Grande Nube di Magellano, la galassia più vicina alla nostra Galassia, la vedo così come era 157.000 anni fa, quando la luce che ora osservo partì da quella galassia verso la Terra.
In astronomia, osservare oggetti sempre più distanti equivale a osservare sempre più indietro nel passato. Le galassie più distanti che osserviamo non sono oggi come ci appaiono ma come erano miliardi di anni fa, quando la loro luce ha iniziato a viaggiare verso la Terra. Guardare a distanze sempre maggiori permette di vedere come l'Universo era fatto a epoche diverse e quindi permette di studiare come si è evoluto nel tempo.
Il mistero dell'energia e della materia oscura
Il telescopio Euclid dell'ESA, con uno specchio primario da 1.2 metri è dotato di strumentazione capace di osservare nel visibile e nell'infrarosso. Esso otterrà immagini di miliardi di galassie dalla cui posizione e velocità sarà possibile costruire una mappa 3D dell'universo negli ultimi 10 miliardi di anni della sua storia.
Da osservazioni ed esperimenti precedenti abbiamo capito che ciò che vediamo nell'Universo e solo qualche percento di ciò che in esso effettivamente esiste.
Studiando il movimento delle stelle dentro le galassie e il movimento delle stesse galassie si è capito che la loro massa non è sufficiente a spiegarne il movimento. Per spiegarlo è stato necessario invocare l'esistenza di ulteriore massa ed energia. Tuttavia, poiché non si riesce ad osservare direttamente né questa massa né questa energia - se ne vedono solo gli effetti - sono state chiamate "oscure".
Studiando il moto delle galassie, e come questo si è evoluto nel corso del tempo, precisamente negli ultimi 10 miliardi di anni, grazie a Euclid gli scienziati sono fiduciosi di riuscire a comprendere meglio la natura di queste componenti oscure dell'Universo e anche di poter fare previsioni più precise sulla sua evoluzione futura, se continuerà ad accelerare la sua espansione o se invertirà rotta iniziando a contrarsi.