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Di cosa è fatta la materia oscura Fonte foto: NASA
SCIENZA

Qual è l'identità della materia oscura: i ricercatori (forse) sono vicini alla verità

Due ricerche parallele ed un nuovo candidato per spiegare la composizione della materia oscura: l’assione potrebbe rivelare presto la sua vera identità

Sin dalla prima volta in cui fu ipotizzata, nel 1933, la materia oscura è rimasta in buona parte un mistero per gli scienziati. A quasi cent’anni dalla sua scoperta ancora non sappiamo di cosa sia fatta quella “sostanza" che costituisce gran parte di tutta la materia dell’Universo. Ma due nuovi studi sembrano indicare finalmente una direzione in cui guardare, alla ricerca della vera identità della materia oscura.

Di cosa è fatta la materia oscura

Inizialmente identificata come la “massa mancante" dell’Universo, la materia oscura è molto più di un’ipotesi: senza il concetto di materia oscura, non si potrebbe spiegare la formazione delle galassie a seguito del Big Bang, e non avrebbe senso l’esistenza stessa delle galassie per come le conosciamo.

Oltre alla materia ordinaria, o barionica, c’è qualcos’altro nel cosmo: qualcosa che si può osservare soltanto indirettamente, guardando agli effetti della sua esistenza. Ma di cosa è fatta la materia oscura?

Inizialmente si pensava che potesse essere fatta di gas molecolare o resti di stelle morte, ma gli astrofisici hanno già da tempo ipotizzato che la materia oscura è più probabilmente costituita di materia completamente diversa da quella ordinaria. Insomma sarebbe fatta di particelle nuove, diverse da quelle che conosciamo, che sono state chiamate “particelle massicce ad interazione debole" o Wimp.

Da tempo gli scienziati sono alla ricerca della misteriosa particella Wimp, lenta e pesante, che sarebbe il candidato naturale per spiegare l’essenza della materia più misteriosa dell’Universo. Ma c’è un altro attore che negli ultimi anni si sta facendo strada nelle ipotesi degli scienziati, e che sembra destinato a diventare il protagonista di questa storia: si tratta dell’assione, una particella invece molto leggera, ipotizzata per la prima volta nel 1977, anch’essa per risolvere un problema “di calcolo" e individuata soltanto nel 2020.

La materia oscura è proprio fatta di questa nuova particella che non conosciamo, “e l’assione potrebbe essere quella particella", afferma Benjamin Safdi dell’Università di Berkeley, autore di un nuovo studio sugli assioni pubblicato su Nature Communication.

Il candidato perfetto

Secondo lo studio di Sadfi e colleghi, l’assione “potrebbe essere stato creato in abbondanza nel Big Bang (storia dell’origine dell’Universo), ed essere rimasto a fluttuare là fuori, a spiegare le osservazioni fatte dagli astrofisici".

Se fino ad oggi i ricercatori cercavano in direzione delle misteriose particelle Wimps, i nuovi studi sembrano guardare agli assioni come alle particelle in grado di spiegare la natura della materia oscura. A differenza degli assioni, infatti, le Wimps non si sono mai mostrate direttamente, per quanto invocate.

John Ellis, fisico delle particelle al CERN (di cui abbiamo osservato differenti studi) sostiene che sia “assolutamente ragionevole prendere in considerazione altri candidati", anche se l’ipotesi Wimp resta per alcuni la più sensata. Secondo lo studio di Ellis e colleghi pubblicato su Science Advances, potremmo essere molto vicini a confermare l’esistenza dell’assione, predicendo la sua massa.

Gli fa eco lo studio sopra citato di Safdi, che ha creato una simulazione del momento in cui si sarebbero formati gli assioni, appena dopo il Big Bang. La simulazione, che tiene conto della massa totale della materia oscura nell’Universo e del numero totale di assioni prodotti, si conclude con una prima stima della massa dell’assione. Un candidato leggero che viaggia sempre più veloce.

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