La frontiera della cosmologia ha recentemente subito un’evoluzione significativa grazie all’applicazione di tecniche avanzate di intelligenza artificiale (AI), che hanno permesso di stimare con una precisione senza precedenti cinque dei sei parametri cosmologici fondamentali. Questo sviluppo non solo segna un progresso notevole nella nostra comprensione dell’universo, ma potrebbe anche offrire una chiave per risolvere uno dei problemi più dibattuti in astronomia: la tensione di Hubble.
Parametri cosmologici e la Tensione di Hubble
Gli astrofisici utilizzano sei parametri cosmologici principali per descrivere la struttura e l’evoluzione dell’universo. Questi parametri includono:
- La densità della materia ordinaria (barioni): La materia che compone le stelle, i pianeti e tutte le strutture visibili.
- La densità della materia oscura: Una forma di materia che non emette radiazione e non può essere osservata direttamente.
- La densità dell’energia oscura: Una forma di energia misteriosa responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’universo.
- L’opacità dell’universo primordiale: Misura della trasparenza dell’universo subito dopo il Big Bang.
- La scala di aggregazione dell’universo: Come la materia si aggrega e forma strutture su grandi distanze.
Tradizionalmente, la stima di questi parametri si basava su osservazioni a grande scala, come la distribuzione delle galassie e la radiazione cosmica di fondo. Tuttavia, questi metodi tradizionali hanno una precisione limitata, e le stime dei parametri spesso portano a risultati che non si allineano perfettamente con le previsioni teoriche.
Il ruolo dell’Intelligenza Artificiale
L’intelligenza artificiale, in particolare attraverso tecniche di apprendimento automatico, sta rivoluzionando il modo in cui gli scienziati analizzano i dati cosmologici. Recentemente, un team di ricercatori ha applicato un avanzato sistema di intelligenza artificiale per migliorare la stima dei parametri dell’universo. Questa nuova tecnologia ha il potenziale di offrire risposte più precise e di superare le limitazioni dei metodi tradizionali.
Il sistema di AI in questione è stato addestrato utilizzando un set di dati composto da 2.000 modelli simulati di universi, ognuno con diverse configurazioni cosmologiche e rumore simulato per riflettere le imperfezioni delle osservazioni reali. Questo approccio ha permesso al modello di AI di identificare pattern complessi nei dati e di fare previsioni più accurate sui parametri cosmologici.
Decifrare l’Universo
I risultati ottenuti con l’uso dell’AI hanno mostrato una precisione sorprendente. Per esempio, la stima dell’aggregazione della materia nell’universo ha visto una riduzione dell’incertezza a meno della metà rispetto ai risultati precedenti. Questo progresso non solo rappresenta un salto in avanti nella nostra capacità di misurare e comprendere l’universo, ma potrebbe anche giocare un ruolo cruciale nella risoluzione della tensione di Hubble.
La Tensione di Hubble
La tensione di Hubble è il termine usato per descrivere la discrepanza tra le misurazioni del tasso di espansione dell’universo (costante di Hubble) ottenute da osservazioni locali e quelle ricavate dalle osservazioni della radiazione cosmica di fondo. Questa discrepanza ha sollevato interrogativi fondamentali sulla nostra comprensione dell’universo e potrebbe indicare la presenza di nuovi fenomeni fisici o errori nelle teorie esistenti.
Il sistema di intelligenza artificiale potrebbe aiutare a risolvere questa tensione affinando le stime dei parametri cosmologici e migliorando la nostra comprensione della storia e dell’evoluzione dell’universo. Con stime più precise, gli scienziati potrebbero meglio allineare i modelli teorici con le osservazioni e identificare la causa della discrepanza.
La coautrice dello studio, Shirley Ho, del Center for Computational Astrophysics (CCA) del Flatiron Institute di New York City, ha sottolineato l’importanza pratica delle sue scoperte. “Ognuna di queste indagini [al telescopio] costa da centinaia di milioni a miliardi di dollari“, ha dichiarato. “La ragione principale per cui esistono queste indagini è perché vogliamo capire meglio questi parametri cosmologici. Quindi, se ci pensi in un senso molto pratico, questi parametri valgono decine di milioni di dollari ciascuno. Vuoi la migliore analisi possibile per estrarre quanta più conoscenza possibile da queste indagini e spingere i confini della nostra comprensione dell’universo“.
