La materia oscura non può essere vista o rilevata da nessuno dei nostri strumenti, quindi come facciamo a sapere che esiste davvero?
Immagina che l'Universo fosse una torta e che l'avresti suddiviso in porzioni gustose corrispondenti a quali proporzioni sono cosa. La maggior parte della torta, il 68% andrebbe all'energia oscura, quella forza misteriosa che accelera l'espansione dell'Universo. Il 27% andrebbe alla materia oscura, la materia misteriosa che circonda le galassie e interagisce solo attraverso la gravità. Un semplice 5% di questa torta andrebbe alla normale materia normale, la sostanza di cui sono fatti le stelle, i pianeti, il gas, la polvere e gli umani.
Alla materia oscura è stato dato questo nome perché non sembra interagire in alcun modo con la materia normale. Non si scontra con esso o ne assorbe energia. Non possiamo vederlo o rilevarlo con nessuno dei nostri strumenti. Sappiamo solo che è lì perché possiamo vedere l'effetto della sua gravità.
Ora, potresti dire, se non sappiamo cosa sia questa cosa e non possiamo rilevarla. Come facciamo a sapere che è effettivamente lì? Non è forse lì, come i draghi? Come facciamo a sapere se esiste effettivamente materia oscura, quando non abbiamo idea di cosa sia effettivamente?
Oh, è lì. In effetti, praticamente tutto ciò che sappiamo è che esiste. La materia oscura fu teorizzata per la prima volta negli anni '30 da Fritz Zwicky per spiegare il movimento degli ammassi di galassie, ma i calcoli moderni furono effettuati da Vera Rubin negli anni '60 e '70. Ha calcolato che le galassie ruotavano più rapidamente di quanto avrebbero dovuto. Così in fretta che dovrebbero staccarsi come una giostra che espelle i bambini.
Rubin immaginava che ogni galassia fosse bloccata all'interno di un vasto alone di materia oscura che forniva la gravità per tenere insieme la galassia. Ma non c'era modo di rilevare effettivamente questa roba, quindi gli astronomi hanno proposto altri modelli. Forse la gravità non funziona come pensiamo che faccia a grandi distanze.
Ma negli ultimi anni, gli astronomi sono sempre più bravi a rilevare la materia oscura, puramente attraverso l'effetto della sua gravità sul percorso che la luce percorre mentre attraversa l'Universo. Mentre la luce viaggia attraverso una regione di materia oscura, il suo percorso viene distorto dalla gravità. Invece di prendere una linea retta, la luce viene piegata avanti e indietro a seconda della quantità di materia oscura che attraversa.
Ed ecco la parte meravigliosa. Gli astronomi possono quindi mappare le regioni di materia oscura nel cielo semplicemente osservando le distorsioni della luce, e quindi lavorando all'indietro per capire quanta materia oscura intervenire dovrebbe essere lì per causarla.
Queste tecniche sono diventate così sofisticate che gli astronomi hanno scoperto situazioni insolite in cui le galassie e la loro materia oscura si sono allontanate l'una dall'altra. O galassie di materia oscura che non hanno abbastanza gas per formare le stelle. Sono solo enormi macchie di materia oscura. Gli astronomi usano persino la materia oscura come lenti gravitazionali per studiare oggetti più distanti. Non hanno idea di cosa sia la materia oscura, ma possono ancora usarla come un telescopio.
Non hanno mai catturato una particella di materia oscura e non le hanno studiate in laboratorio. Uno dei prossimi compiti di Large Hadron Collider sarà quello di cercare di generare particelle che corrispondano alle caratteristiche della materia oscura quando la comprendiamo. Anche se l'LHC non crea effettivamente materia oscura, aiuterà a restringere le attuali teorie, sperando che i fisici si concentrino sulla vera natura di questo mistero.
Ecco come funziona la scienza. Qualcuno nota qualcosa di insolito, quindi le persone propongono teorie per spiegarlo. La teoria che meglio corrisponde alla realtà è considerata corretta. Viviamo in un mondo moderno, dove tante teorie scientifiche sono già state provate per centinaia di anni: germi, gravità, evoluzione, ecc. Ma con la materia oscura, sei vivo in un momento in cui questo è un mistero. E se siamo fortunati, lo vedremo risolto nella nostra vita. O forse non c'è materia oscura dopo tutto, e stiamo per imparare qualcosa di completamente nuovo sul nostro Universo. Scienza, dipende tutto da te.
Cosa pensi che sia la materia oscura? Dicci nei commenti qui sotto.
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