La materia oscura potrebbe alterare l’orbita delle stelle

Un nuovo studio ha indicato che giganteschi ammassi di materia oscura invisibile che vagano per l’Universo potrebbero scatenare il caos sulle stelle binarie, facendole lentamente a pezzi.

Questi effetti violenti potrebbero aiutare a rivelare la vera natura dell’entità più sfuggente del Cosmo. Nel corso dei decenni, gli astronomi hanno accumulato una significativa quantità di prove che indicano l’esistenza di questo misterioso elemento, invisibile, che rappresenta circa l’85% della massa in quasi tutte le galassie.

La materia oscura è fatta di fotoni oscuri, suggerisce un nuovo studio

Il lavoro degli astronomi

Inizialmente, gli astronomi hanno pensato che la materia oscura potesse essere un nuovo tipo di particella nota come particelle massicce a interazione debole (WIMP), che avrebbero interagito solo tra loro attraverso la gravità e la forza nucleare debole. Gli esperimenti progettati per trovare i segnali delle tracce delle WIMP mentre fluttuano attraverso la Terra non hanno però trovato nulla, e il modello WIMP ha avuto alcune difficoltà a far corrispondere le densità della materia all’interno dei nuclei galattici. Per questo motivo, gli scienziati stanno guardando sempre più verso un modello alternativo in cui la particella di materia oscura sia estremamente leggera, persino più leggera di una particella come il neutrino.

Materia oscura: una nuova tecnica per localizzarla

In questi modelli, la particella di materia oscura sarebbe oltre di un miliardo di miliardi di volte più leggera di un elettrone. Sappiamo inoltre dalla meccanica quantistica che a tutte le particelle è associata una natura ondulatoria, che di solito possiamo rilevare solo negli esperimenti subatomici. In questo scenario però, la materia oscura sarebbe così leggera che si comporterebbe più come un’onda su scala pari o superiore a quella del sistema solare. Recentemente, un team di astronomi in Cina ha esaminato questo modello e ha cercato modi per rilevare, tramite l’osservazione, questo tipo di materia oscura.

materia oscura

Gli studiosi hanno riportato il loro lavoro in un articolo pubblicato s arXiv (lo studio non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria). La materia oscura ultraleggera non ronzerebbe nel cosmo come minuscoli proiettili. Invece, si diffonderebbe in ogni galassia come un vasto oceano invisibile.

Proprio come gli oceani possono sostenere le onde, il bagno di materia oscura ultraleggera avrebbe proprie oscillazioni. Alcune di queste onde potrebbero, in teoria, raggrupparsi in un unico gruppo che viaggia in modo interdipendente mantenendo la propria forma, noto come solitone.

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Questi solitoni sarebbero completamente invisibili, come onde giganti e anomale che attraversano la galassia, ma fatte di materia così leggera da influenzare a malapena l’ambiente circostante. Gli scienziati che hanno sviluppato il nuovo studio hanno tuttavia scoperto che le enormi dimensioni di queste onde potrebbero alterare sottilmente l’ambiente gravitazionale che le circonda.

Il mistero della materia oscura

La materia oscura rimane uno dei misteri più affascinanti e intriganti dell’Universo. Nonostante la sua invisibilità diretta, le sue implicazioni gravitazionali sono evidenti a scala cosmica. La ricerca su questo enigmatico elemento continua a essere una delle sfide più significative e affascinanti della fisica contemporanea.

Nonostante i progressi significativi nella comprensione delle sue implicazioni cosmologiche, molti interrogativi fondamentali rimangono ancora senza risposta. Grazie tuttavia all’avanzamento tecnologico e alle prospettive di ricerca innovative, è rimasta la speranza di gettare nuova luce su questo enigma cosmico e comprendere appieno la sua natura e il suo impatto sull’Universo. Ci sono diversi indizi che suggeriscono l’esistenza della materia oscura e come essa influenzi il cosmo. Ecco alcuni di essi:

1. Rotazioni galattiche: Le stelle all’interno delle galassie orbitano attorno al centro galattico, e la velocità di queste orbite può essere misurata. Le osservazioni hanno rivelato che la velocità delle stelle nelle regioni esterne delle galassie è inaspettatamente elevata, suggerendo la presenza di una quantità significativa di materia invisibile che contribuisce alla forza gravitazionale.

2. Lenti gravitazionali: Quando la luce proveniente da una sorgente distante passa vicino a una massa significativa, come una galassia o un ammasso di galassie, la gravità di questa massa curva lo spazio-tempo, agendo come una lente. Le osservazioni di lenti gravitazionali hanno suggerito la presenza di materia invisibile che amplifica la luce delle sorgenti dietro di essa.

3. Distribuzione delle galassie: Le simulazioni cosmologiche basate sulla teoria della gravità standard prevedono una distribuzione delle galassie nel cosmo. Tuttavia, le osservazioni reali hanno mostrato discrepanze significative tra questa previsione e la distribuzione osservata delle galassie. La presenza di materia oscura è una spiegazione possibile per queste anomalie.

4. Anisotropie del fondo cosmico di microonde (CMB): Il CMB è la radiazione residua del Big Bang e fornisce preziose informazioni sulla struttura e l’evoluzione dell’Universo primordiale. Le osservazioni del CMB hanno rivelato piccole variazioni di temperatura su larga scala, indicando regioni di densità eccessiva e sottodensità nell’universo primordiale, che possono essere spiegate dalla presenza di materia oscura.

Come influenza il Cosmo?

In termini di influenza sul Cosmo, la materia oscura gioca un ruolo cruciale nella formazione e nell’evoluzione delle strutture cosmiche. Come detto abbondantemente nel nostro articolo, le sue proprietà gravitazionali influenzerebbero l’orbita delle stelle, la distribuzione delle galassie, dei gruppi e degli ammassi di galassie, così come la formazione di grandi strutture a larga scala come filamenti e vuoti nel tessuto cosmico.

Senza questo elemento, le previsioni teoriche sulla formazione delle strutture cosmiche non sarebbero coerenti con le osservazioni astronomiche. In breve, la materia oscura è fondamentale per comprendere la struttura e l’evoluzione dell’Universo su larga scala.

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