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Un Universo fantasma

Nel nostro Universo c’è molto di più di quanto sia possibile osservare anche con i più potenti telescopi. Alle stelle e alle galassie luminose, secondo gli astronomi, spetta infatti appena l’uno per cento di tutta l’energia contenuta nel cosmo

Nel nostro Universo c’è molto di più di quanto sia possibile osservare anche con i più potenti telescopi. Alle stelle e alle galassie luminose, secondo gli astronomi, spetta infatti appena l’uno per cento di tutta l’energia contenuta nel cosmo. Tenendo conto anche delle stelle che non emettono luce sufficiente per essere avvistate, delle dense nubi di polvere cosmica e dei pianeti, la quantità di materia barionica, quella che forma il nostro stesso corpo per intenderci, non rappresenta che un misero tre per cento dell’intero bilancio energetico dell’universo. Tutto il resto è costituito da forme di energia oggi sconosciute, delle quali è evidente solo l’effetto gravitazionale provocato sulla materia, ma che per il resto rimangono completamente al di fuori dai nostri sensi. A gettare nuova luce su questa “materia oscura”, giunge proprio in questi giorni un articolo pubblicato sulla rivista Physical Review D, da Chung-Pei Ma, professoressa associata di astronomia all’Università di Berkeley e da Edmund Bertschinger del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Di questa forma esotica della materia, gli astronomi discutono tra loro in realtà da moltissimi anni. Il moto delle stelle nelle galassie e delle galassie all’interno dei grandi ammassi galattici indicano chiaramente che deve esistere molta più materia di quella che riusciamo a percepire attraverso lo studio della radiazione elettromagnetica. Già a partire dagli anni ’80, risultava evidente ad esempio, che la nostra Galassia conteneva complessivamente una quantità di materia oscura 10 volte maggiore rispetto a quella visibile sotto forma di stelle. Conclusioni analoghe valgono anche per il resto dell’Universo e secondo stime affidabili ogni galassia sarebbe inclusa all’interno di una sfera di materia oscura che si estenderebbe ben oltre il suo raggio visibile. In questa ipotesi, le galassie possono essere assimilate a sottili strati di panna che girano in vortice sopra una tazzina piena di caffè. Questo “caffè” sarebbe formato da particelle che non risentono in alcun modo dei campi elettromagnetici e per questo non emettono luce né altre forme di radiazione, rimanendo così invisibili. Particelle che gli astrofisici hanno battezzato con nomi affascinanti, come neutrillino, axion, ed altri ancora, ma che ancora eludono ogni tentativo di avvistamento ravvicinato. Nonostante questo, Ma e Bertschinger, hanno cercato di simulare in che modo abbia potuto evolvere la distribuzione di materia oscura a partire dal Big Bang iniziale. Secondo le loro conclusioni le leggi del moto Browniano, le stesse che governano il movimento della polvere nell’aria, avrebbero modellato il profilo della materia oscura.
Il moto Browniano, spiegato da Einstein nel 1905, è regolato da un’equazione, quella che i matematici e i fisici chiamano, equazione di Fokker –Plank, che serve per descrivere particolari processi di natura stocastica ed è per questo adatta anche a spiegare le variazioni che regolano i mercati azionari. Nel caso di moto browniano una particella può essere considerata in equilibrio tra una forza osmotica, che tende a farla diffondere dalle regioni a più alta concentrazione verso quelle a minore densità, ed una forza viscosa che ritarda il movimento della particella. Se sulla particella agisce un’ulteriore forza esterna, il moto complessivo risultante sarà dato dalla sovrapposizione di un moto regolare su larga scala, che manifesta su scala ridotta delle fluttuazioni dovute ai moti browniani,.
I risultati pubblicati su Physical Review mostrano che proprio queste fluttuazioni fanno sì che la materia oscura non sia distribuita come un semplice involucro uniforme attorno alle galassie, ma che invece, tende a condensare in strutture simili a quelle che si osservano per la stessa materia ordinaria. Secondo Chung-Pei Ma i dati ricavati dalle misure effettuate sulla radiazione fossile ancora presente nell’Universo dimostrano che la materia oscura, subito dopo il Big Bang, ha iniziato a condensare in cluster che sarebbero in seguito evoluti per l’azione della forza gravitazionale. Ognuno di queste “macchie condensate” presenta al suo interno una struttura piuttosto intricata in grado di ospitare stelle e galassie. La materia oscura formerebbe così una vera è propria struttura portante per la materia ordinaria.

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