Nuovo Studio Mette In Dubbio L'Esistenza Della Materia Oscura

Carissimi, pubblico un interessante articolo di Rosa Maria Mistretta sulla materia oscura fredda. Abbiamo già trattato diffusamente l'argomento della materia oscura su Scientificando, e questo articolo si collega direttamente ai nostri lavori.

Leggete i post correlati con l'argomento, che trovate alla fine del post. Visitate anche il tag "Astronomia", sempre su questo blog. Ci sono ben 68 articoli da esplorare.

E adesso l'articolo.

L'aggiunta tra parentesi* del numero di Nature dov'è pubblicato lo studio cui fa riferimento Rosa Maria Mistretta, è mia.

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Una scoperta anche italiana, pubblicata su Nature [Nature 461, 627-628 (1 October 2009) | doi:10.1038/nature08437]*, mette in discussione l'esistenza della materia oscura, che costituirebbe il 90% dell'Universo.

 

Secondo i ricercatori "la materia oscura e quella ordinaria sono distribuite nelle galassie in modo molto più complesso di quanto supposto e sono intimamente collegate. Ciò conduce a due ipotesi: o la materia oscura non esiste o è veramente formata da una nuova particella elementare, ma c'è un processo fisico nella formazione delle galassie che ci sfugge".

(Il seguente contenuto racchiuso tra le parentesi quadre è una mia aggiunta all'articolo di R. M. Mistretta)

[“Dalla nostra ricerca è emerso che le due componenti dell’Universo non solo si conoscono, ma sono addirittura molto intime” commenta Salucci (fisico della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste. In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Salucci e colleghi mettono in dubbio le conoscenze fondamentali su quella parte di materia che da circa trent’anni rivoluzionato la nostra concezione dell’Universo).

“In particolare abbiamo riscontrato un’interazione complessa, difficilmente spiegabile dalle leggi della fisica fondamentale: la densità superficiale della materia luminosa all’interno di una zona caratteristica della materia oscura è la stessa in tutte le galassie indipendentemente dalla loro grandezza e morfologia. Questo ci conduce a due ipotesi conclusive: o quello che noi identifichiamo per materia oscura non esiste, ed è semplicemente l’effetto di una nuova legge di gravità che agisce sulla materia ordinaria, oppure la materia oscura è veramente formata da una nuova particella elementare, ma c’è un processo fisico nella formazione delle galassie che ci sfugge”.

A queste conclusioni Salucci e colleghi sono giunti attraverso l’osservazione astronomica di diversi tipi di galassie, con telescopi (in Usa e Cile) e radiotelescopi (in Olanda e Australia)]. (Tratto da "Che fine ha fatto la materia oscura?")

La Materia Oscura Fredda (nota come CDM – Cold Dark Matter) deriva dalla teoria del big bang che prevede che la maggior parte della materia nell'Universo non è rilevabile tramite  

radiazione elettromagnetica ed è quindi "oscura" e le particelle che compongono questa materia siano lente e quindi "fredde".

Secondo la teoria della CDM la materia oscura gioca un ruolo determinante nella formazione delle galassie e descrive come l'Universo sia passato da un’omogeneità dello stadio iniziale all'attuale distribuzione con ammassi e superammassi di galassie come descritto dalla Struttura a grande scala dell'Universo.

 

Nella CDM la struttura cresce gerarchicamente con piccoli oggetti che collassano per primi accumulandosi progressivamente per comporre via via oggetti sempre più massicci.

Nel paradigma della materia oscura calda, molto sostenuta nei primi anni Ottanta, la struttura non si formava gerarchicamente, ma piuttosto dalla frammentazione di superammassi, formatisi per primi, e successivamente spezzati in strutture più piccole come la nostra galassia, la Via Lattea.

 

Le osservazioni astronomiche su larga scala non concordarono poi con le previsioni della teoria, mentre le previsioni della CDM sono generalmente aderenti alle osservazioni fatte.

Ci sono però due importanti discrepanze che potrebbero far cadere la validità del paradigma della CDM:

- il problema della cuspide degli aloni galattici è che le previsioni della CDM porterebbero a una curva di rotazione degli aloni galattici molto più "a picco" rispetto a quella osservata;

- il problema delle galassie nane mancanti deriva dal fatto che la CDM prevede la formazione di molte galassie nane della dimensione di un millesimo della Via Lattea. Queste galassie non sono state ancora osservate.

 

Entrambi questi problemi presentano diverse soluzioni proposte, alcune più promettenti di altre. Rimane incerto il fatto che questi problemi siano o meno risolvibili; il fatto che potrebbero, quindi, rappresentare una crisi della teoria o semplicemente un ostacolo sorpassabile è argomento di discussione nella comunità scientifica.

La CDM non prevede esattamente quali siano le particelle che formano la materia oscura fredda, e una grande debolezza della teoria sta nel fatto che non descrive affatto quale sia la materia oscura.

Le candidate sono due tipologie di particelle chiamate umoristicamente:

 

WIMPs – o Weak Interactive Massive Particles (particelle massicce a debole interazione) che sono particelle che non interagiscono con la materia circostante ma che hanno una massa considerevole. Attualmente non si conoscono particelle che rispondono ai requisiti e lo studio delle WIMPs richiede l’uso degli acceleratori particellari.

MACHOs – o Massive Compact Halo Objects (oggetti massicci e compatti dell’alone galattico) che sono oggetti condensati come i buchi neri, stelle di neutroni, nane bianche, oppure stelle molto deboli o oggetti non luminosi come pianeti. La ricerca di questi consiste nel valutare l’effetto di lente gravitazionale

che questi oggetti producono sulle galassie di sfondo.

 

Approfondimenti:

Materia oscura
Materia oscura tiepida

Materia oscura calda

Estratto da wikipedia

Segnalo, infine, una bella tesina sulla ricerca della materia oscura, trovata in rete.

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