I ricercatori fanno una scoperta interessante sulla materia oscura

La materia oscura è uno dei più grandi misteri dell’Universo. Invisibile, costituisce gran parte della massa cosmica, ma la sua esatta natura rimane sconosciuta. Per decenni gli scienziati hanno speculato su questa strana sostanza, credendo che interagisse con la materia ordinaria solo attraverso la gravità. Un nuovo studio potrebbe cambiare questa percezione suggerendo che la materia oscura e la materia ordinaria interagiscono in modi che non sono ancora stati esplorati.

Cos’è la materia oscura?

A differenza della materia che conosciamo (ciò che costituisce il stellei pianeti e noi stessi), il materia oscura non possono essere osservati direttamente. Infatti non interagisce con la luce. Non è che assorba o rifletta la luce come alcuni oggetti oscuri che conosciamo. Al contrario, è completamente “trasparente” alla luce, attraversato dalle onde luminose senza alcuna interazione. L’unico modo per sapere che esiste è tramite il suo influenza gravitazionale.

Per spiegarlo in modo semplice: secondo la fisica classica, in una galassia, le stelle e gli altri oggetti che orbitano attorno al centro galattico dovrebbero avere una velocità di rotazione che diminuisce man mano che si allontanano dal centro, proprio come i pianeti del nostro Sistema Solare. Tuttavia, quando gli astronomi misurano la velocità di rotazione delle galassie, scoprono che le stelle alla loro periferia ruotano molto più velocemente di quanto ci si aspetterebbe basandosi solo sulla materia visibile (stelle, gas e polvere). Questa velocità inaspettata indica che deve esserci una massa extra invisibile che esercita una forza gravitazionale ed è qui che entra in gioco la materia oscura.

In altre parole, la massa visibile non è sufficiente per spiegare perché le galassie non collassano o perché le stelle alla periferia ruotano così velocemente. È grazie a questa invisibile influenza gravitazionale della materia oscura che le galassie mantengono la loro struttura e che si possono spiegare i movimenti osservati.

Ciò che credevamo di sapere fino ad ora

Fino a poco tempo fa, il modello dominante sosteneva quindi che fosse la materia oscura interagivano solo per gravità. In questo modo, è in grado di influenzare il modo in cui la luce viaggia attraverso l’Universo, a volte piegando i raggi luminosi quando passano vicino a grandi quantità di materia oscura. Questo fenomeno noto come lente gravitazionale ha permesso agli scienziati di mappare la distribuzione di questa misteriosa entità nel cosmo.

A parte questo effetto gravitazionale, in precedenza si presumeva che la materia oscura e la materia ordinaria non si toccassero mai. In altre parole, se una particella di materia oscura attraversa un atomo, non lo disturba. Tuttavia, a nuovo studio sfida questa semplice idea.

Una scoperta inaspettata nelle galassie nane

I ricercatori hanno recentemente esaminato sei piccole galassie chiamate galassie nane ultradeboli. Situati vicino alla Via Lattea, sono particolarmente ricchi di materia oscura. Osservando la distribuzione delle stelle in queste galassie, i ricercatori hanno poi notato che qualcosa non andava. Se la materia oscura interagisse solo attraverso la gravità, le stelle dovrebbero essere più dense al centro e più sparse alla periferia. Tuttavia, questo non è ciò che hanno osservato.

Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno effettuato simulazioni al computer. Hanno modellato due scenari: uno in cui la materia oscura e la materia ordinaria interagiscono solo gravitazionalmente, e l’altro in cui interagiscono direttamente. Con loro sorpresa, il modello di interazione diretta corrispondeva meglio alle osservazioni. Ciò suggerisce che la materia oscura potrebbe hanno infatti interazioni sottili con la materia ordinariaa parte la gravità.

Questa scoperta è sorprendente perché mette in discussione decenni di teoria. Se effettivamente interagisse con la materia ordinaria in modi più complessi del previsto, ciò potrebbe indicare che i nostri modelli attuali sono incompleti. Inoltre apre la porta a ulteriori ricerche per determinare l’esatta natura di questa interazione.

Naturalmente è ancora troppo presto per sapere con certezza come interagiscono questi due tipi di materia. Gli scienziati non hanno ancora osservato direttamente una particella di materia oscura e rimaniamo nel regno delle speculazioni. Tuttavia, questi risultati indicano interessanti possibilità per il futuro. Se l’interazione tra materia oscura e materia ordinaria fosse confermata, ciò potrebbe rendere possibile la progettazione di nuovi esperimenti per rilevare direttamente questa materia misteriosa.