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Progetto UNDARK è un programma pionieristico, guidato dall’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie (IAC), che riunisce le principali istituzioni internazionali nei campi dell’astrofisica, della cosmologia e della fisica delle particelle. Finanziato per tre anni attraverso il programma Widing dell’Unione Europea, mira ad affrontare uno degli enigmi maggiori della fisica contemporanea: l’universo oscuro.

Il progetto UNDARK – La maggior parte del cosmo è costituita dal cosiddetto “universo oscuro”. Solo il 18% della materia totale dell’universo è costituita dagli elementi atomici che ci sono familiari, mentre il restante 82% è un tipo di materia, chiamata “materia oscura“, molto abbondante nelle galassie e la cui natura fondamentale è ancora sconosciuta. 

Negli articoli precedenti, ho iniziato a parlare di chimica e di formazione degli elementi. Questi certamente fanno parte dell’Universo che vogliamo studiare, capire e con il quale vogliamo un approccio diretto di totale consapevolezza. Sapendo che però, solo ciò che vediamo e che abbiamo sotto mano è il 18% della totalità della materia che permea l’Universo ci fa comprendere come le nostre conoscenze siano ancora abbastanza basilari e incomplete.

Questo, però, ancora non basta! Ancora più intrigante è il fatto che tutta la materia, ordinaria e oscura, attualmente costituisce solo il 31% dell’energia nell’universo. Il resto è una componente ancora più misteriosa, nota come “energia oscura”, che costituisce l’universo stesso. Tutto il suo insieme accelera man mano che si espande.

Tra di loro, la materia oscura e l’energia oscura possono raggrupparsi per formare il “lato oscuro dell’universo“. In questo contesto, il progetto UNDARK, Unraveling the Dark Universe degli Osservatori delle Isole Canarie, mira a decifrare i costituenti e le leggi che governano questi angoli inesplorati del cosmo.

Un breve cenno sulla materia oscura e sull’energia oscura

La materia oscura è un’ipotetica componente di materia che, diversamente dalla materia conosciuta, non emetterebbe radiazione elettromagnetica e sarebbe attualmente rilevabile solo in modo indiretto attraverso i suoi effetti gravitazionali.

L’ipotesi giustificherebbe diverse osservazioni, in particolare le stime della massa delle galassie o degli ammassi di galassie e delle proprietà delle fluttuazioni nel fondo cosmologico. In base a tali osservazioni, secondo le leggi della gravitazione standard, la materia oscura dovrebbe costituire circa i 4/5 della massa presente nell’universo. Inoltre, secondo i modelli di formazione ed evoluzione delle galassie, la materia oscura costituirebbe circa il 27% della densità di energia totale dell’universo osservabile. Per questo avrebbe avuto una forte influenza sulla sua struttura ed evoluzione.

L’energia oscura è un’ipotetica forma di energia non direttamente rilevabile diffusa omogeneamente nello spazio, che potrebbe giustificare, tramite una grande pressione negativa, l’espansione accelerata dell’universo e altre osservazioni sperimentali.

Si stima che debba rappresentare una gran parte, circa il 68%, della massa-energia dell’universo. Aggiungendo a questa la quota rappresentata dalla materia oscura, sfuggirebbe agli attuali metodi di rilevazione per circa il 95%.

Pur essendo l’energia oscura la spiegazione più diffusa fra i cosmologi per spiegare l’espansione accelerata dell’universo, alcuni modelli di gravità quantistica, tra cui la gravitazione quantistica a loop, possono spiegare le proprietà cosmologiche senza avvalersi di tale ipotesi.

Il ruolo dello IAC

Il progetto, guidato dal ricercatore IAC Jorge Martín Camalich, consiste nella creazione di un consorzio che si avvale della collaborazione di importanti istituzioni internazionali. Tra queste menzioniamo l’ Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN, di Ginevra), il laboratorio di fisica delle particelle più importante al mondo.

Lo IAC giocherà un ruolo centrale in questo progetto internazionale, sfruttando l’eccellenza teorica dei suoi partner e le infrastrutture all’avanguardia dei suoi Osservatori. Dal Gran Telescopio Canarias ai telescopi per raggi gamma del futuro osservatorio CTAO e agli strumenti che misurano il fondo cosmico a microonde di Izaña (Tenerife) come QUIJOTE , gli osservatori delle Isole Canarie diventeranno punti nevralgici per la raccolta di dati cruciali in la ricerca di risposte agli enigmi posti dall’universo oscuro.

Il consorzio UNDARK rappresenterà una pietra miliare significativa nella ricerca scientifica e nella collaborazione internazionale sviluppata negli osservatori delle Isole Canarie”, spiega Martín Camalich. “Con questo progetto speriamo di guidare l’esplorazione di alcuni dei misteri attuali più profondi del cosmo.” conclude.

Si tratta di un lavoro condiviso con l’Europa

Il progetto UNDARK rientra nel programma Ampliare la partecipazione e diffondere l’eccellenza. Esso fa parte dell’Agenda Politica dello Spazio Europeo della Ricerca  (SER). Il suo obiettivo è armonizzare le capacità di ricerca e innovazione (R&I) tra tutti i paesi dell’Unione europea.

Fonte immagine: Illustrazione che mostra il Gran Telescopio Canarias che indaga “l’oscurità dell’Universo”, un obiettivo perseguito dal progetto UNDARK. Illustrazione: Eva Barlier.