La materia oscura ‘accerchiata’

Si stringe il cerchio delle particelle che potrebbero costituire la materia oscura, la componente misteriosa dell’universo che lo occuperebbe per circa il 25%, così come l’ancora più misteriosa energia oscura, che occuperebbe il 70% del cosmo.
A definire i confini entro i quali potrebbero trovarsi queste particelle sconosciute è la ricerca condotta dal Politecnico di Vienna e dall’Istituto Laue-Langevin (ILL) di Grenoble, dove si trova la più intensa sorgente di neutroni ultrafreddi del mondo. Il confine entro cui potrebbero trovarsi nuove particelle o forze fondamentali è 100.000 volte più ristretto rispetto alle stime precedenti.BR>BR> Il risultato si basa sulla nuova tecnica messa a punto dai ricercatori per misurare effetti gravitazionali anche sottilissimi. Nonostante risulti invisibile agli strumenti attuali, la materia oscura agisce sulla materia che vediamo attraverso la sua forza di gravità, che influenza per esempio la rotazione delle galassie, e potrebbe essere rivelata proprio seguendo le tracce della sua gravità. Anche l’energia oscura, che è responsabile dell’espansione accelerata dell’universo, potrebbe essere rivelata con questa tecnica.BR>BR> Se esistono nuove particelle o forze, secondo gli autori, dovrebbe essere possibile osservarle sulla Terra. La tecnica si basa sui neutroni, particelle ‘perfette’ per questo tipo di ricerche perché non hanno carica elettrica e sono influenzate solo dalla gravità, ed eventualmente da altre forze ancora sconosciute. BR>La tecnica richiede che i neutroni prodotti dalla sorgente dell’ILL vengano incanalati lentamente verso due piastre parallele. Secondo la teoria quantistica, i neutroni possono occupare solo stati con energie che dipendono dalla forza di gravità esercitata sulla particella. Facendo oscillare meccanicamente le due piastre, può essere cambiato lo stato quantistico del neutrone. In questo modo può essere misurata la differenza tra i livelli di energia e potrebbe essere ‘scovata’ la presenza di eventuali altre fonti di gravità.

l concetto di materia oscura ha senso solo all’interno dell’attuale cosmologia basata sul Big Bang; infatti non si potrebbe altrimenti spiegare la formazione di galassie e ammassi di galassie nel tempo calcolato dall’evento iniziale. Non ci si spiega inoltre come le galassie, oltre ad essersi formate, si possano mantenere integre anche se la materia visibile, composta da barioni, non è in grado di sviluppare una sufficiente attrazione gravitazionale. Anche da questa prospettiva il concetto di materia oscura assume senso solo all’interno dell’attuale Modello Standard, che prevede come unica forza cosmologica quella gravitazionale: se il Modello Standard risultasse errato non si avrebbe necessità di materia oscura, giacché l’ipotesi della sua esistenza deriva solo dalla violazione di un modello matematico e non da alcuna evidenza sperimentale certa.

Nonostante dettagliate mappe dell’Universo vicino, che coprono lo spettro elettromagnetico dalle onde radio ai raggi gamma, si è riusciti ad individuare solo il 10% della sua massa, come dichiarato nel 2001 al New York Times da Bruce H. Margon, astronomo all’Università di Washington:

Le più recenti misure indicano che la materia oscura costituisce circa l’86% della massa dell’universo e circa il 26% della sua energia.

Inizialmente veniva indicata come “massa mancante”, nonostante effettivamente esista materia, in quanto sono osservabili gli effetti gravitazionali della sua massa. Tuttavia, questa materia non emette alcuna radiazione elettromagnetica e non risulta pertanto individuabile dagli strumenti di analisi spettroscopica, da cui l’aggettivo “oscura”. Il termine massa mancante può essere fuorviante, dato che non è la massa a mancare, ma solo la sua luce.

La materia oscura non va confusa con la diversa ipotesi che va sotto il nome di energia oscura.