Un parametro che permette di discriminare fra le possibili forme geometriche dell'Universo e di stabilire il destino ultimo dell'Universo, è la densità media di materia presente nell'Universo.

Si introduce il parametro Omega uguale al rapporto tra la densità dell'Universo e un valore specifico chiamato densità critica. Se Omega  > 1, lo spazio ha una geometria sferica e l'Universo  si espanderà per poi richiudersi su se stesso. Esso viene detto Universo chiuso. Se Omega = 1, lo spazio è euclideo, la sua geometria è piatta e l'Universo si espanderà per sempre. Se Omega < 1  l'Universo è detto aperto, si espanderà per sempre e la sua geometria è iperbolica.  Diventa quindi estremamente importante valutare la massa totale dell'Universo e discriminare fra le varie forme del Cosmo e il suo possibile futuro.

Modelli cosmologici inflazionari predicono un valore del parametro Omega uguale ad 1 e un Universo piatto. Poiché dalla quantità di materia visibile si deduce un valore di Omega di 0.005, ne deriva che la materia oscura dovrebbe essere il 99.5% della massa dell'Universo. Ma è possibile verificare se la densità di materia corrisponde effettivamente alla densità critica come previsto dalla teoria dell'inflazione?

La quantità di materia totale richiesta per tenere legate le stelle nelle galassie e le galassie in grandi superammassi, è stimata essere il 35% di quella necessaria per ottenere un Universo a geometria euclidea. Si ritiene inoltre che essa sia così suddivisa

D'altra parte alcuni studi (il più recente è quello dell'esperimento WMAP) hanno mostrato che le piccole fluttuazioni in temperatura della radiazione cosmica di fondo a microonde hanno le caratteristiche aspettate nel caso di un Universo con densità energetica uguale a quella critica.
Stiamo vivendo in un Universo piuttosto strano! L'idea che l'Universo visibile è costituito da solo il mezzo percento di tutto quello che c'è, è difficile da digerire.

Che cosa è allora il restante 65% di "densità" che non ha a che fare né con la materia luminosa, né con quella oscura? Ne parleremo al punto successivo.
Carl Sagan aveva ragione quando diceva che siamo formati di stelle, ma gli astrofisici ora ci dicono che l'Universo non lo è!

Fig. 2: La figura mostra le fluttuazioni in temperatura della radiazione cosmica di fondo rivelata  dall'esperimento WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Queste fluttuazioni sono molto piccole: deviazioni di 1/1.000.000 dal valore della temperatura media (~ 2.73 oK). Nell'immagine in falsi colori, le zone rosse indicano le zone più calde e quelle blu, le zone più fredde rispetto al valor medio. Si tratta di una proiezione su una mappa ovale della distribuzione della radiazione elettromagnetica nella regione delle microonde dell'intero cielo e ci mostra come era l'Universo  a 379.000 dopo il Big Bang. Le piccole fluttuazioni hanno poi dato origine a galassie, ammassi di galassie, ecc. (Credit:NASA/WMAP Science Team)