{"id":1085,"date":"-0001-11-30T00:00:00","date_gmt":"-0001-11-29T23:10:04","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"1085","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/1085\/","title":{"rendered":"Cos’ \u00e8 la materia oscura? E’ solo un ipotesi, oppure \u00e8 stata confermata?"},"content":{"rendered":"

E’ la materia
\n a governare l’evoluzione futura del nostro universo, quindi per comprendere
\n la natura del posto in cui viviamo e la sua destinazione dobbiamo capire
\n quanta materia \u00e8 racchiusa nell’universo. Infatti la materia \u00e8 la “colla
\n gravitazionale” che governa i moti e l’espansione dell’universo decretandone
\n come esso evolver\u00e0. Ci sono tre possibili scenari evolutivi: <\/font><\/p>\n


\n <\/font><\/p>\n

    <\/p>\n
  1. Materia insufficiente; l’Universo continuer\u00e0 ad espandersi e a
    \n raffreddarsi infinitamente densit\u00e0 critica insufficiente < 1 (la densit\u00e0
    \n critica \u00e8 pari a 2×10-29 h2 g\/cm3 ) <\/li>\n
  2. Almeno 3 atomi di idrogeno per metro cubo; l’Universo arrester\u00e0
    \n ad un certo punto la sua espansione densit\u00e0 critica uguale alla densit\u00e0
    \n di materia = 1 <\/li>\n
  3. Oltre il precedente valore di densit\u00e0; l’Universo invertir\u00e0 il
    \n moto di espansione contraendosi densit\u00e0 critica superiore alla densit\u00e0
    \n di materia > 1 <\/li>\n

    <\/font><\/ol>\n

    <\/font><\/p>\n

    Oltre a
    \n questi problemi cosmologici l’esistenza di materia oscura era gi\u00e0 ritenuta
    \n necessaria nei primi anni trenta. Il primo ad intuire l’esistenza di materia
    \n invisibile fu l’astronomo J.Oort, che per chiarire il moto delle stelle
    \n perpendicolarmente al piano della Galassia suppose che oltre alla materia
    \n visibile ne dovesse esistere dell’altra oscura non osservabile. Nel 1933
    \n l’astronomo F.Zwicky, analizzando i moti delle galassie che compongono
    \n l’ammasso della Chioma di Berenice si rese conto che la materia osservabile,
    \n ipotizzata tramite il rapporto massa luminosit\u00e0, non era sufficiente a
    \n legare gravitazionalmente le galassie in funzione delle velocit\u00e0 dei loro
    \n moti. Perch\u00e9 i conti tornassero bisognava introdurre una quantit\u00e0 di materia
    \n oscura di un fattore 10-100 volte in pi\u00f9 di quella visibile. <\/font><\/p>\n

    Quando negli
    \n anni settanta, si scopr\u00ec che un gas ad altissima temperatura, che emette
    \n soprattutto nei raggi X, occupa gli spazi tra galassia e galassia negli
    \n ammassi, si penso che tale gas potesse risolvere la discrepanza trovata
    \n da Zwicky. In realt\u00e0 per quanto il gas abbia una massa confrontabile con
    \n quelle delle galassie dell’ammasso, risulta evidente che \u00e8 comunque largamente
    \n insufficiente a risolvere il problema della massa mancante. <\/font><\/p>\n

    Ulteriori
    \n evidenze a favore dell’esistenza di materia oscura vennero raccolte alla
    \n fine degli anni settanta, osservando le curve di rotazione di alcune galassie
    \n a spirale, compresa la nostra, esse mostravano di non adattarsi alla legge
    \n di Keplero, secondo la quale le velocit\u00e0 di rotazione deve diminuire allontanandosi
    \n dal centro di massa.Quello che invece trov\u00f2 l’astronoma Vera Rubin, fu
    \n che le velocit\u00e0 rimanevano pi\u00f9 o meno costanti a grande distanza dal centro
    \n e a volte ben al di l\u00e0 del limite visibile delle galassie. Questo porto
    \n a postulare l’esistenza di enormi aloni di materia oscura (contenenti
    \n anche dieci volte pi\u00f9 materia della galassia stessa). <\/font><\/p>\n

    La teoria
    \n attualmente pi\u00f9 accreditata sulla nascita dell’universo, e della Teoria
    \n del Big Bang inflazionario, non sto qua a dilungarmi sulle ipotesi di
    \n questa elegante teoria, ma una predizione risulta importante in questo
    \n contesto, se l’inflazione \u00e8 avvenuta la densit\u00e0 dell’universo deve essere
    \n uguale a un 1(vedi punto 2). Dalle misurazioni, peraltro incerte, la densit\u00e0
    \n di materia visibile misurata \u00e8 compresa fra 0.003 e 0.01 quindi al massimo
    \n un 1% della materia necessaria a confermare le nostre teorie e osservazioni.
    \n Questo implica che se l’universo \u00e8 piatto, il 99% della materia in esso
    \n contenuta sarebbe a noi invisibile e composta di materia non ordinaria,
    \n cio\u00e8 barioni, ma da particelle esotiche frutto dei primi istanti della
    \n vita dell’universo come predicono le moderne teorie della grande unificazione.
    \n Da recenti misure tese a valutare la quantit\u00e0 di materia barionica contenuta
    \n nell’universo porta a stimare la densit\u00e0 molto prossima al valore massimo
    \n stimato di 0.01, mentre la materia visibile, che emette quindi radiazione
    \n elettromagnetica, non dovrebbe superare il valore di 0.003, questo comporta
    \n che sicuramente esiste una grande quantit\u00e0 di materia ordinaria non visibile
    \n composta molto probabilmente da pianeti orbitanti attorno ad altre stelle
    \n e da nane brune, ossia corpi di piccola massa nei quali le reazioni termonucleari
    \n non si sono riuscite a d innescare. Un piccolo contributo lo potrebbero
    \n dare pure i cadaveri stellari di stelle massicce (buchi neri e stelle
    \n a neutroni). S. Hawking ha ipotizzato che la materia oscura sia costituita
    \n in gran parte da buchi neri primordiali che si sarebbero formati al tempo
    \n del Big Bang e che sarebbero sopravvissuti fino all’epoca attuale. L’ipotesi
    \n per\u00f2 non ha incontrato il favore degli altri cosmologi. <\/font><\/p>\n

    La quantit\u00e0
    \n di materia oscura barionica, comunque, come abbiamo visto non \u00e8 sufficiente,
    \n e per\u00f2 non possiamo nemmeno invocarne di pi\u00f9 in quanto \u00e8 il massimo concesso
    \n dalle osservazioni e dalle teorie pi\u00f9 accreditate. Se la materia oscura
    \n non \u00e8 materia ordinaria da cosa \u00e8 costituita? Si pensa sia costituita
    \n da particelle esotiche, soggette solamente alla forza debole, quindi poco
    \n reagenti con la materia ordinaria, che si sarebbero formate nei primissimi
    \n istanti di vita dell’Universo. <\/font><\/p>\n

    Una di tali
    \n particelle, l’unica fino ad ora osservata, \u00e8 il neutrino, una particella
    \n neutra di massa molto piccola forse nulla. Ma se questa particella avesse
    \n una massa per quanto piccola, il numero di queste particelle \u00e8 talmente
    \n elevato che sarebbe un buon candidato a diventare il responsabile principale
    \n della materia oscura non-barionica. <\/font><\/p>\n

    Ma ci sono
    \n anche altre particelle pi\u00f9 massicce, anch’esse ad interazione debole e
    \n non barioniche, che potrebbero essere state create nei primissimi istanti
    \n di vita dell’Universo. Esse vanno sotto il nome generico di WIMPS (Weakly
    \n Interactive Massive Particles) e sono previste da alcune moderne teorie
    \n delle particelle elementari, in particolare dalla Teoria della Grande
    \n Unificazione, che uniscono in una sola forza tre delle forze fondamentali
    \n della natura, quella elettromagnetica, quella nucleare forte e quella
    \n nucleare debole. Queste particella non sono state ancora osservate, ma
    \n solamente previste alcune hanno nomi originali come Fotino, Assione ecc..
    \n <\/font><\/p>\n

    Esiste una
    \n differenza fondamentale fra i WIMPS e il neutrino, la massa, quindi la
    \n velocit\u00e0 nel momento in cui si sono disaccoppiati dalla radiazione, molto
    \n grossa la massa dei WIMPS quindi velocit\u00e0 basse (si parla di materia oscura
    \n fredda) molto bassa la massa del neutrino, quindi velocit\u00e0 elevate (si
    \n parla di materia oscura calda). La velocit\u00e0, quindi la temperatura del
    \n componente non barionico della massa dell’Universo \u00e8 fondamentale per
    \n giustificare le strutture che si osservano all’epoca attuale, ma che esistevano
    \n gi\u00e0 come embrioni nei primi istanti dell’Universo. Infatti il contributo
    \n della materia oscura non-barionica, essendo il 99% della materia che permea
    \n l’Universo, \u00e8 il principale fautore delle strutture a larga scala che
    \n noi osserviamo. Per giustificare le osservazioni i candidati migliori
    \n sarebbero le particelle WIMPS, il problema che si pone \u00e8 che finora queste
    \n particelle non sono state ancora osservate, mentre il neutrino ha questa
    \n importante propriet\u00e0. <\/font><\/p>\n

    Tirando
    \n le somme, noi viviamo in un universo che sembrerebbe composto dal 90-99%
    \n di materia a noi invisibile, quindi quello che possiamo osservare non
    \n supera una parte su cento. Ma sar\u00e0 vera questa conclusione? Gli scienziati
    \n da ogni parte del mondo stanno inventando esperimenti per scoprire queste
    \n elusive particelle, nel frattempo i teorici, aiutati dalle osservazioni,
    \n raffinano le teorie per eliminare i dubbi e le incongruenze, tra l’altro
    \n recenti studi non ancora confermati metterebbero in risalto l’esistenza
    \n di un’energia responsabile di produrre una forza che si contrappone alla
    \n gravit\u00e0, accelerando l’espansione universale. La presenza di questa energia,
    \n che per la nota equivalenza stabilit\u00e0 dalla Relativit\u00e0 Generale equivale
    \n alla presenza di massa, potrebbe portare la densit\u00e0 di materia ad un valore
    \n prossimo a 1 come richiesto dalla teoria inflazionaria senza il bisogno
    \n di inventare un buon 70% di materia non visibile risolvendo quindi diversi
    \n problemi. Ma questa \u00e8 un’altra storia!<\/font><\/p>\n

    <\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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