Materia oscura - c'è la sensazione crescente che ci stiamo avvicinando alla scoperta della vera natura di questa roba inafferrabile. Almeno stiamo conducendo una serie di esperimenti che sembrano (per motivi teorici) avere la capacità di identificarlo - e se non ... beh, forse è il momento di ripensare l'intero gioco della palla.
Esistono due requisiti probabilmente separati per la materia oscura per dare un senso al nostro set di dati corrente e al nostro schema teorico per l'universo. In primo luogo, il Modello standard di cosmologia (Lambda-Cold Dark Matter) richiede che il 96% dell'universo sia composto da cose di natura sconosciuta che non possono essere osservate direttamente.
Circa due terzi di questa roba sconosciuta non può essere una questione poiché apparentemente cresce man mano che l'universo cresce - quindi la chiamiamo energia oscura. Il componente rimanente che chiamiamo materia oscura poiché rappresenta un componente del lato oscuro in grado di generare gravità. Ma questo è tutto. In questo contesto, la materia oscura viene invocata per bilanciare la matematica - all'interno di una serie di formule che stanno già sforzando la credibilità dicendoci che il 96% dell'universo è invisibile e non rilevabile. Quindi, se fosse tutto ciò che c'era da discutere sul caso della materia oscura, saresti giustificato se ti sentissi un po 'scettico.
Ma il secondo requisito per la materia oscura è molto più radicato nell'osservazione del suono e nella fisica convenzionale. Le galassie - e il modo in cui le galassie si raggruppano e interagiscono dinamicamente - non hanno senso se sono composte solo dal visibile e da altri tipi noti di materia che si trovano al loro interno. La stessa Via Lattea sta ruotando in un modo che provocherebbe la sua gran parte volare via, se non ci fosse ulteriore materia invisibile che generasse ulteriore attrazione gravitazionale. Quindi ci sono valide ragioni per pensare che potrebbe esserci qualcos'altro là fuori.
C'è stato un recente kerfuffle sulla materia oscura nelle galassie nane, anche se si tratta in gran parte di sapere se le particelle di materia oscura si aggregano al centro o se sono particelle energetiche che sfrecciano in tutta la galassia. Apparentemente i dati si adattano meglio a quest'ultimo scenario, che sfida la visione prevalente secondo cui la materia oscura è "fredda" e soggetta a aggregazione.
Una recente revisione della letteratura su Arxiv fornisce una copertura completa dello stato attuale della scienza della materia oscura. I dati iniziali del veicolo spaziale PAMELA, che mostravano un flusso anomalo di raggi cosmici, incoraggiavano la speculazione sul fatto che ciò potrebbe derivare dall'annientamento o dal decadimento della materia oscura. Questa teoria non ha ricevuto ampio supporto, ma tale speculazione è stata più recentemente ripresa con FERMI-LAT che ha trovato flussi inattesi di positroni (cioè antimateria) - seguito da un annuncio che FERMI-LAT e altri telescopi intraprenderanno una ricerca dedicata per le linee di raggi gamma che sorgono dall'annientamento o dal decadimento della materia oscura. Qui si presume - o almeno si ipotizza - che la materia oscura possa essere distrutta all'interno dei centri caldi, densi e dinamici delle galassie, compresa la nostra galassia.
Quindi la scienza spaziale potrebbe fornire prove almeno circostanziali per uno dei più grandi misteri della scienza spaziale, sebbene tutti i risultati fino ad oggi siano nella migliore delle ipotesi inconcludenti.
Gli esperimenti sulla Terra stanno cercando prove più dirette della natura delle particelle della materia oscura. Ad esempio, il Large Hadron Collider è alla ricerca di segni di firma di particelle di supersimmetria. L'ipotesi neutralino si adatterebbe perfettamente alle caratteristiche ipotizzate di una particella di materia oscura (una particella che interagisce debolmente con altra materia, ha carica neutra, è stabile su scale temporali cosmiche e non ha carica di colore), ma non ci sono segni del neutralino, o qualsiasi altra cosa chiaramente supersimmetrica, finora.
Esistono anche esperimenti, come DAMA / LIBRA, miniere di carbone in profondità e simili, che sono progettati per identificare direttamente particelle voluminose interattivamente debolmente - anche se ancora una volta i risultati fino ad oggi sono un po 'inconcludenti.
E "tutto un po 'inconcludente" è un'affermazione che rappresenta in modo appropriato lo stato attuale della scienza della materia oscura: rimaniamo fiduciosi che ci sia qualcosa là fuori, ma (gioco obbligatorio sulle parole che arrivano) restiamo sempre più al buio su ciò che è esattamente.
Ulteriori letture: Capoziello et al. Il problema della materia mancante: dalla ricerca della materia oscura ad ipotesi alternative.
