Brutte notizie per le ipotesi secondo le quali il materia oscura essere composto dalle frattaglie degli dei buchi neri primordialiquelli che si sono formati nei primi istanti di vita dell’Universo, subito dopo la Big Bang: il risultato di vent’anni di osservazioni da parte degli scienziati responsabili dell’esperimento Occhio (Optical Gravitational Lensing Experiment) sembra infatti dimostrare che i buchi neri primordiali possono rappresentare, al massimo, solo una piccola percentuale dell’intera quota di materia oscura (che si ritiene) presente nell’Universo. La scoperta dei ricercatori, appartenenti all’osservatorio astronomico di Università di VarsaviaIn Poloniaè descritto in due studi pubblicati in Natura e su Serie di supplementi della rivista Astrophysical Journal.
Cosa dovrebbe essere la materia oscura
Al momento, la materia oscura non è mai stata osservata direttamenteTuttavia, diverse osservazioni sperimentali, verificate più volte e indipendentemente, sembrano spiegabili solo assumendo che nell’Universo esista un tipo di materia “diversa” da quella ordinaria. La materia oscura, per l’appunto. Tutto inizia con la cosiddetta Modello standard della fisica delle particelle, la teoria (anch’essa verificata) che descrive la natura e il comportamento della materia ordinaria; questa teoria, sebbene corretta, sembra essere alquanto incompleta. Nel corso del secolo scorso, infatti, astronomi e cosmologi hanno cominciato ad accumulare diverse osservazioni sperimentali, legate soprattutto a fenomeni che hanno a che fare con gravitàche non potevano essere spiegati o previsti dal Modello Standard. Tra questi, ad esempio, il velocità di rotazione di stelle e galassie, alcune caratteristiche di radiazione cosmica di fondo (ovvero l’“eco” del Big Bang) e la curvatura della luce dovuta al cosiddetto lenti gravitazionaliun fenomeno previsto da teoria generale della relatività Di Albert Einstein.
Se consideriamo solo le particelle della materia ordinaria, questi fenomeni sono in realtà inspiegabili; per questo motivo, già nel 1932, l’astronomo olandese Jan Joort propose la presenza di un altro tipo di materia, la materia oscura, appunto, per conciliare osservazioni sperimentali e modelli teorici. Tuttavia, questo tipo di materia non è mai stata osservata sperimentalmente, e non abbiamo ancora un’idea precisa di quali dovrebbero essere le sue caratteristicheL’ipotesi di Oort, poi affinata nei decenni successivi, è che la materia oscura interagisca con la materia ordinaria attraverso la gravità; secondo le stime attuali, questa entità rappresenterebbe in realtà la maggioranza dell’Universo – circa l’85% di tutta la materia esistente e il 27% della massa totale. Secondo altre osservazioni, la materia ordinaria costituirebbe appena il 5% del bilancio totale di massa ed energia dell’Universo: nella Via Lattea, ad esempio, per ogni chilo di materia ordinaria ce ne sarebbero quindici di materia oscura, che non emette luce. e interagisce solo attraverso la gravità.
“La natura della materia oscura Rimane un mistero. La maggior parte degli scienziati ritiene che sia composto da particelle elementari ancora sconosciute – ha commentato Przmek Gelouno degli autori delle opere appena pubblicate – ma sfortunatamente, nonostante decenni di tentativi, nessun esperimento, compresi quelli condotti a Large Hadron Collider [il grande acceleratore di particelle di Ginevra dove è stato identificato il bosone di Higgs, nda]sono riusciti a isolare nuove particelle che potrebbero essere collegate alla materia oscura”.
Il problema dei buchi neri primordiali
Lasciamo da parte per un momento la materia oscura e dedichiamoci ad un’altra stranezza, relativa a onde gravitazionali e lì buchi neri. Nel 2015 gli esperimenti Ligo e Vergine sono riusciti, per la prima volta al mondo, a osservare direttamente un’onda gravitazionale (cioè una perturbazione dello spazio-tempo come previsto dalla teoria della relatività generale) generata dalla fusione di due buchi neri. Da allora, ne hanno osservate molte altre, circa 90, e Nel corso del tempo, una cosa strana è arrivata all’attenzione degli astronomi: I buchi neri rilevati da Ligo e Virgo sono tipicamente molto più massicci di quelli presenti nella Via Lattea (rispettivamente 20-100 masse solari e 5-20 masse solari). “Il motivo per cui queste popolazioni di buchi neri sono così diverse – dice ancora Mróz – è uno dei più grandi misteri dell’astronomia moderna”.
