Vuoto (astronomia)

Per vuoto si intende una struttura a grande scala dell'Universo sostanzialmente costituita da un enorme spazio, non privo di materia, di densità estremamente bassa in confronto a quanto si osserva nell'Universo (meno di 1/10 della densità media). All'interno di un vuoto sono rilevabili poche ed isolate galassie o nubi di gas. La scoperta dei vuoti nel 1978 si deve agli studi di Stephen Gregory e Laird A. Thompson dell'osservatorio di Kitt Peak^[1].

I vuoti sono delimitati dai filamenti, grandi strutture nelle quali confluiscono gerarchicamente gruppi, ammassi e superammassi di galassie, tenuti insieme dalla materia oscura. I vuoti hanno dimensioni che variano da 11 a 150 Mpc, ed i vuoti particolarmente grandi, caratterizzati dall'assenza di ricchi superammassi, sono definiti supervuoti. Inoltre vuoti situati in aree dell'Universo ad alta densità risultano più piccoli di quelli collocati in aree a bassa densità^[2].

Si ritiene che i vuoti si siano formati a partire da oscillazioni acustiche barioniche a seguito del Big Bang, collassi di massa per implosioni della materia barionica compressa. A partire da iniziali piccole anisotropie, dovute alle fluttuazioni quantistiche nell'Universo primordiale, queste anisotropie sono cresciute enormemente nel corso del tempo. Le regioni a più alta densità sono collassate più rapidamente sotto l'azione della gravità dando luogo, a grande scala, ad una struttura simile a schiuma o paragonabile a una ragnatela cosmica di vuoti e filamenti di galassie che osserviamo oggi.

I vuoti sembrano mostrare una correlazione con la temperatura della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB), a causa dell'effetto Sachs-Wolfe. In conseguenza del redshift gravitazionale, le regioni più fredde appaiono in correlazione con i vuoti, mentre le regioni più calde sono correlate con i filamenti. Dato che l'effetto Sachs-Wolfe ha senso solo se l'Universo è dominato da radiazioni o energia oscura, l'esistenza dei vuoti può rappresentare significative prove fisiche dell'esistenza dell'energia oscura^[3].