Tachioni: le ipotetiche particelle più veloci della luce che potrebbero dominare l’Universo

In un nuovo studio intitolato Testing Tachyon-Dominated Cosmology with Type Ia Supernovae pubblicato sul server di prestampa arXiv, due fisici hanno ipotozzato che il nostro Universo potrebbe essere dominato dai tachioni, un ipotetico tipo di particelle in grado di muoversi più velocemente della luce

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In un nuovo studio intitolato Testing Tachyon-Dominated Cosmology with Type Ia Supernovae pubblicato sul server di prestampa arXiv, i fisici Samuel H. KramerIan H. Redmount della St. Louis University, hanno ipotizzato che il nostro Universo potrebbe essere dominato dai tachioni, un ipotetico tipo di particelle in grado di muoversi più velocemente della luce.

Prima di andare avanti, chiariamo che quasi certamente i tachioni, seppure ipotizzati da qualcubno, non esistono. Andare più veloce della luce viola tutto quello che sappiamo sul flusso causale del tempo dal passato al futuro.

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Tachioni: le particelle più veloci della luce

Queste ipotetiche particelle sono interessanti per i fisici a causa della piccola possibilità che anche le nostre nozioni più radicate, come quella di causalità, possano essere sbagliate.

I ricercatori hanno indicato che i tachioni potrebbero essere la vera identità della materia oscura, la misteriosa forma di materia che costituisce la maggior parte della massa di quasi ogni singola galassia nell’Universo, superando la materia normale con un rapporto di 5 a 1.



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Sia gli astronomi che i fisici attualmente non lo sanno di cosa sia fatta la materia oscura, quindi sono liberi di ipotizzare ogni sorta di idea, perché, dopo tutto, a volte una supposizione, anche se è sbagliata, può aiutarci in un percorso verso una migliore comprensione dei fenomeni che ci circondano.

I ricercatori hanno calcolato che un Universo in espansione pieno di tachioni può inizialmente rallentarla prima di riaccelerarla. Il nostro Universo è attualmente in una fase di accelerazione, guidata da un fenomeno noto come energia oscura, quindi questo modello cosmologico caratterizzato dai tachioni può potenzialmente spiegare sia l’energia oscura che la materia oscura allo stesso tempo.

Lo studio

I fisici hanno applicato il loro modello alle osservazioni delle supernove di tipo Ia, una sorta di esplosione stellare che consente ai cosmologi di costruire una relazione tra la distanza e il tasso di espansione dell’Universo. È stato attraverso le supernove di tipo Ia che gli astronomi, alla fine degli anni ’90, hanno scoperto per la prima volta che il tasso di espansione dell’Universo stesse accelerando.

I fisici hanno scoperto che un modello cosmologico basato sui tachioni come materia oscura è altrettanto efficace nello spiegare i dati della supernova quanto il modello cosmologico standard che coinvolge la materia oscura e l’energia oscura. Già questa è una sorpresa, considerato quanto sia poco ortodossa questa idea.

Questo è solo l’inizio. Ora abbiamo accesso a una grande quantità di dati sull’Universo su larga scala, come il fondo cosmico a microonde (la radiazione residua rilasciata subito dopo il Big Bang) e la disposizione delle galassie su scala molto più grande. Il prossimo passo è continuare a testare questa idea rispetto a quelle osservazioni aggiuntive.

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È improbabile che il modello cosmologico dei tachioni superi questi rigorosi test sperimentali, data la natura improbabile dei tachioni stessi. Ma continuare a spingersi verso direzioni nuove, anche non ortodosse, è fondamentale in cosmologia.

Non sappiamo mai quando potremmo ottenere una svolta. Gli scienziati hanno tentato di comprendere la materia oscura per 50 anni e l’energia oscura per un quarto di secolo, senza alcun risultato conclusivo. È probabile che le soluzioni a questi enigmi arrivino da direzioni inaspettate.

La ricerca del team è stata pubblicata nel database di prestampa arXiv nel marzo 2024.

Che cos’è la velocità della luce?

L’Universo ha un limite di velocità, ed è la velocità della luce. Niente può viaggiare più velocemente della luce, nemmeno la nostra migliore navicella spaziale, secondo le leggi della fisica.

La luce si muove all’incredibile velocità di 300.000 chilometri al secondo, equivalenti a quasi più di 1 miliardo di km/h. È abbastanza veloce da circumnavigare il globo 7,5 volte in un secondo, mentre un tipico aereo passeggeri impiegherebbe più di due giorni per fare un giro completo.

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La luce, però, non deve sempre andare così veloce. A seconda di quello che attraversa (aria, acqua, diamanti, ecc.) può rallentare. La velocità ufficiale della luce viene misurata come se viaggiasse nel vuoto, in uno spazio senza aria o altro che possa intralciarla. Puoi vedere più chiaramente le differenze nella velocità della luce in qualcosa come un prisma, dove alcune energie della luce si piegano più di altre, creando un arcobaleno.

È interessante notare che la velocità della luce non può competere con le grandi distanze dello spazio, che è esso stesso vuoto. Ci vogliono 8 minuti perché la luce del Sole raggiunga la Terra e un paio di anni perché la luce delle altre stelle più vicine (come Proxima Centauri) raggiunga il nostro pianeta. Questo è il motivo per cui gli astronomi utilizzano l’unità anni luce, la distanza che la luce può percorrere in un anno, per misurare grandi distanze nello Spazio.

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