Materia Oscura

Un  team internazionale di ricercatori ha scoperto un rompicapo con eccedenza ad  alta energia di elettroni che bombardano la Terra dallo spazio. La fonte di  questi raggi cosmici non è nota, ma deve essere vicino al sistema solare e può  essere fatta di materia oscura. I loro risultati sono stati segnalati il 20  Novembre 2008.Se la si potesse vedere assomiglierebbe a un’immensa ragnatela che  da un capo all’altro occuperebbe una porzione di cielo di 270 milioni di anni  luce (un anno luce corrisponde a circa 9 mila miliardi di chilometri): ma  nessuno la può vedere, perché si tratta di “materia oscura”, una materia che si  sa che esiste, ma di cui non si conosce la composizione, perché risulta  invisibile a ogni tipo di lunghezza d’onda. Gli astronomi la cercano da anni, ne  ipotizzano la composizione, ma nulla al momento lascia trapelare di cosa sia  realmente fatta. E’ per questo che la sua esistenza è stata addirittura messa in  dubbio. Ma ora c’è la conferma della sua realtà.
Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Astronomy and Astrophysics da un  gruppo di ricerca canadese e francese coordinato dall’Istituto di astrofisica di  Parigi. Spiega Ludovic Van Waerbeke, dell’Università della British Columbia: “Il  risultato è senza precedenti, una pietra miliare per l’astronomia”. Avere la  certezza che esiste la materia oscura significa infatti, lavorare in una certa  direzione per comprendere la storia e il destino dell’Universo.
Ma come è possibile aver visto la “materia oscura” se questa risulta invisibile?  Gli astronomi hanno usato un trucco che offre la natura. Sfruttando la  fotocamera digitale più grande del mondo di cui è dotato il telescopio  Canada-France-Hawaii Telescope (Cfht) posto sul monte Mauna Kea nelle Hawaii, i  ricercatori hanno analizzato migliaia di immagini per individuare gli “effetti  gravitazionali” della materia oscura sulla luce visibile, un fenomeno chiamato  effetto della “lente gravitazionale debole”. In altre parole la luce che arriva  sulla Terra da galassie lontane, mentre viaggia nello spazio, è deviata dalla  “materia oscura” a causa della sua massa. Confrontando migliaia di immagini è  possibile posizionare in tal modo la sua distribuzione nello spazio e  verificarne la quantità ossia proprio la sua massa.
Con questa scoperta giunge la conferma a ciò che si ipotizzava da tempo: la  materia visibile che compone l’Universo – tutti i pianeti, le stelle e gli oltre  120 miliardi di galassie – costituiscono solo il 4%. Il resto, il 96%, non si sa  cosa sia, ci è “oscuro”. Il 70% di questa “oscurità” è “energia oscura”, il 26%  è la materia oscura di cui gli astronomi canadesi e francesi hanno scoperto  l’esistenza.
I dubbi che l’Universo non è composto solo da ciò che vediamo emersero attorno  agli anni ’70, quando gli astronomi cominciarono a notare che c’era qualcosa nel  nostro Universo che non filava esattamente con le leggi della fisica.  Scoprirono, infatti, che applicando le leggi della forza di gravità note fino ad  allora, le galassie a spirali, quelle cioè che hanno forma come la Via Lattea,  avrebbero dovuto ruotare a una velocità tale che si sarebbero dovute sbriciolare  già da tempo, spargendo le stelle per ogni dove. Se si considerano, infatti, gli  astri che stanno nelle parti più esterne delle galassie, che si muovono a una  velocità di circa 150-200 chilometri al secondo, e si ipotizza che le galassie  stesse siano composte solo dalla materia che vediamo, le stelle in questione le  avrebbero già dovute abbandonare da tempo. La loro forza centrifuga, infatti,  avrebbe dovuto prendere il sopravvento sulla gravità. Ma questo non succede.
Così gli astronomi si chiesero se c’era qualcosa che impediva al fenomeno di  verificarsi, un qualcosa che tratteneva la materia visibile impedendole di  allontanarsi. Fu così che riscoprirono quanto aveva già ipotizzato nel 1933  l’astronomo Fritz Zwicky. Questi, studiando il comportamento degli ammassi di  galassie della Vergine e della Chioma, ipotizzò che per spiegare i movimenti  delle stelle che si vedevano vi doveva essere 400 volte più materia rispetto a  quella che si poteva desumere dalla luce delle stelle visibili. Zwicky chiamò  quella massa mancante “materia oscura” e nessuna definizione poteva calzare  meglio di quella.
Ma la domanda d’obbligo con le quali si scontrano gli astronomi è ovvia: cos’è  questa materia oscura e quanta ce n’è in più rispetto alla materia visibile? Le  ipotesi si sprecano anche se molte si stanno perdendo per strada, lasciando  spazio soprattutto a quelle che vogliono la “materia oscura” composta da  “assioni” o da “neutralini”, particelle subatomiche la cui esistenza è ancora  tutta da dimostrare.
Altre ipotesi sostengono che, almeno in parte, la materia oscura potrebbe essere  costituita da “nane brune”, ossia stelle mai nate per la ridotta quantità di  idrogeno di cui sono composte che ha impedito l’innesco delle reazioni nucleari.
Sulla quantità di “materia oscura” è importante conoscere il valore assoluto  perché esso potrebbe aiutarci a capire il destino dell’Universo. Ce n’è così  tanta da impedire che esso si espanda per sempre e lo faccia ricadere su se  stesso o ce n’è solo al punto tale da rallentare semplicemente l’espansione, ma  da permettergli di espandersi per sempre? Secondo le teorie che ci raccontano  come si è formato l’Universo dal Big Bang e qual è la sua struttura a grande  scala la “materia oscura” e la materia visibile ne devono costituire il 30%  circa. E il rimanente 70%? Il resto sarebbe l'”energia oscura” che permea  l’Universo. Ma questa è un’altra storia.