Se la materia oscura esiste davvero, e secondo la maggior parte degli astronomi le prove sono incontestabili, sa nascondersi molto bene, tant'è che non sappiamo individuarla - pur percependo la sua “esistenza” dagli effetti gravitazionali che ha (o avrebbe, se preferite) sulla materia ordinaria, ossia la "nostra".
10 miliardi di anni fa, però, quando le galassie si stavano formando, la sua influenza gravitazionale era pressoché nulla rispetto a oggi: sarebbe questo il risultato di una ricerca condotta grazie al VLT (Very Large Telescope) dell’Eso, pubblicata sulla rivista Nature.
Il problema. Se si osservano galassie vicine alla nostra, per esempio Andromeda e decine di altre, si scopre che la loro rotazione sembra costante ed è indipendente dalla distanza del nucleo: secondo Newton e le sue leggi, questo non dovrebbe essere possibile.
Per spiegare questo comportamento non è sufficiente la presenza di materia barionica, un modo scientifico per indicare la materia ordinaria di cui sono composte le stelle, i pianeti, le nebulose, noi stessi e tutto ciò che vediamo nell'Universo. Per questo a un certo punto si è fatta strada l'idea di un'altra materia, più abbondante della barionica nella misura di 1:5, e che le galassie siano appunto avvolte in grandi aloni di materia oscura.
Sarebbe dunque questa massa a influenzare il moto delle galassie, solo apparentemente contrario alle leggi di Newton. Il problema è che la materia oscura è invisibile ai nostri strumenti: viene solamente dedotta, e solo in virtù di effetti gravitazionali utili a spiegare ciò che ancora non ha spiegazione.
A metà degli anni '60, con le prime ipotesi sulla materia oscura si affermava anche che era proprio questa a spiegare la rapida nascita delle galassie "poco tempo dopo" il Big Bang.
Uno sguardo sul passato. Proprio partendo da questo concetto Reinhard Genzel (Max Planck Insitute, Garching, Germania), utilizzando particolari strumenti del VLT, ha voluto indagare le caratteristiche delle galassie più giovani, ossia quelle che oggi ci appaiono più lontane.
Le sue ricerche lo hanno portato a concludere che per spiegare le apparenti anomalie della rotazione delle galassie più antiche non c'è alcun bisogno della materia oscura. Lo studio dimostra come la rotazione di quelle galassie diminuisce progressivamente dal loro nucleo verso le aree più esterne: sembra dunque che la materia oscura non esistesse o, se c’era, era in quantità estremamente limitate.
Vedi: la prima foto di un buco nero: un approfondimento di Andrea Parlangeli, giornalista di Focus.
Il lavoro dell'EHT è una "lezione di umiltà", afferma Maria Popova (@brainpicker) su Twitter: quattro secoli fa, quando puntammo i primi telescopi verso il cielo, c'era chi pensava che la Terra fosse al centro dell'Universo. Fino a un secolo fa non si spingeva lo sguardo oltre la Via Lattea e solo nel 1851 John Adams Whipple catturò la prima foto di una stella (Vega, a 25 anni luce di distanza). Oggi, un concetto che persino Einstein concepiva solo come una possibilità teorica diventa reale quanto la gravità: così abbiamo la prima foto di un buco nero - M87, a 55 milioni di anni luce da noi.
Foto: © EHT Event Horizon Telescope
Verso Plutone e ritorno. Se si potessero dipanare e poi unire tutte le doppie eliche di DNA contenute nelle cellule del corpo umano, si formerebbe un filamento lungo 16 miliardi di km: abbastanza per portarci fino a Plutone, e poi tornare indietro.
Foto: © Chris Beckett, Flickr
L'umanità in una zolletta di zucchero. Il 99,9999999% degli atomi della materia ordinaria è costituito da spazio vuoto. La struttura dell'atomo ricorda un Sistema Solare in miniatura, con il nucleo che occupa pochissimo spazio, rispetto agli elettroni che vi orbitano attorno. Se potessimo escludere tutto questo spazio vuoto e comprimere ciò che rimane, i 7 miliardi di abitanti della Terra starebbero comodamente condensati in un cubo delle dimensioni di una zolletta di zucchero.
Foto: © Eke Miedaner, Flickr
Siamo davvero "polvere di stelle". Le esplosioni stellari lasciano dietro di sé gli elementi costitutivi dei futuri sistemi planetari. Quindi gli atomi di cui siamo composti, da quelli di calcio nelle ossa al ferro del nostro sangue, ma anche ossigeno e carbonio, sono stati sintetizzati in stelle miliardi di anni fa, e poi diffusi in antichissime supernovae.
Foto: © NASA/CXC/SAO
Antichi quanto l'Universo. L'idrogeno insito in ogni molecola d'acqua del nostro corpo ha invece una provenienza ancora più antica: viene direttamente dal Big Bang. Il 50-75% del nostro corpo proviene quindi dal sussulto originario dell'Universo.
Foto: © SPL/Contrasto
C'è il Big Bang in TV. Restando in tema di Universo primordiale, prima dell'avvento delle moderne TV, per averne un assaggio bastava osservare le interferenze di sintonizzazione tra una frequenza e l'altra. In esse, secondo la Nasa, è rintracciabile ancora una buona percentuale della radiazione cosmica di fondo a microonde, un'"impronta" della luce primordiale dell'Universo.
Foto: © SPL/Contrasto
Guardare le stelle è come fare un viaggio nel tempo. Non è una novità, ma non smette di meravigliarci: la luce di alcune stelle impiega così tanto tempo a raggiungere il nostro sguardo, che osservare una stellata notturna equivale a fare un tuffo nel passato. Hubble riesce a "guardare" indietro nel tempo fino a 13 miliardi di anni fa.
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Foto: © Kartik Ramanathan, Flickr
Sulla Luna abbiamo lasciato impronte indelebili (o quasi). Le orme del «grande balzo per l'umanità» di Neil Armstrong e Buzz Aldrin rimarranno visibili nel suolo lunare molto a lungo, forse fino a quando esisterà la Luna. Questo perché sul nostro satellite non ci sono venti, piogge o altri fenomeni atmosferici che possano cancellare le impronte degli astronauti.
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Foto: © Nasa
Lo Spazio profondo è incredibilmente silenzioso. Di un silenzio che non riusciamo neppure a immaginare: le onde sonore hanno bisogno di un mezzo per propagarsi, e nello spazio interstellare che separa stelle, pianeti, lune e comete, c'è effettivamente il vuoto: al suono manca un mezzo in cui propagarsi.
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Foto: © ESA
Se un'astronave viaggiasse alla velocità della luce, i fari farebbero il loro dovere? Certo: come dimostrato dalla teoria della Relatività ristretta di Albert Einstein, la velocità della luce appare la stessa per ogni
osservatore inerziale, il cui moto cioè non sia accelerato. Ciò significa che viaggiando a una qualunque velocità costante, per quanto prossima a quella della luce, vedremmo i fasci dei fari allontanarsi dalla nostra astronave alla loro normale e consueta velocità.
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Nello Spazio saremmo saldatori provetti. Due pezzi dello stesso metallo che si tocchino nel vuoto dello Spazio, si fonderanno in modo perenne, perché gli elettroni percepiranno un'unica sequenza di atomi tra i quali "zigzagare". Lo stesso procedimento si può replicare anche sulla Terra, in condizioni di laboratorio.
Foto: © Thomson Reuters
Su Venere un anno dura meno di un giorno. Su Venere la rotazione sull'asse (oltretutto, retrograda) dura 243 giorni terrestri. La rivoluzione intorno al Sole, invece, dura 225 giorni terrestri. Pertanto su questo pianeta, un giorno dura più di un anno.
Foto: © NASA Goddard Spaceflight Center
Il gigante e la biglia. Il Sole costituisce da solo il 99% di tutta la massa del Sistema Solare: la sua massa è pari a 333 mila volte quella terrestre. Ci vorrebbero invece 1,3 milioni di pianeti come il nostro per riempire il volume della nostra stella.
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Foto: © ESA
Ci sono più stelle in cielo che granelli di sabbia sulla Terra, e non è un modo di dire. Secondo una stima dei ricercatori dell'Università delle Hawaii, ci sarebbero 7,5 miliardi di miliardi (cioè 10 alla diciottesima potenza) di granelli di sabbia sul nostro pianeta. Nell'Universo potrebbero esserci invece 300 sestilioni di stelle (ossia 300.000.000.000.000.000.000.000 di stelle, o 3 seguito da 23 zeri), una cifra che fa impallidire i granelli di sabbia.
Foto: © Flickr / Capture Queen
L'Everest e le stelle di neutroni. Le stelle di neutroni, cioè il risultato dell'evoluzione di stelle di massa pari a qualche volta quella del Sole, sono così dense che una tazzina di esse peserebbe più di un miliardo di tonnellate, quanto l'Everest!. L'esplosione che porta il nucleo di ferro di questi residui stellari a collassare su se stesso in modo estremamente violento, spinge poi questi oggetti a ruotare intorno al proprio asse compiendo centinaia o anche migliaia di giri al secondo.
Non conosciamo che un ventesimo dell'Universo. La materia ordinaria e osservabile costituisce appena il 5% dell'Universo. Il rimanente 95% è composto da energia oscura (68%) e materia oscura (27%), sulle quali sappiamo ancora molto poco.
Foto: © Nasa
I dubbi. La nuova ipotesi mette in crisi l'idea della materia oscura. Spiega il ricercatore: «Le velocità di rotazione non sono costanti, ma diminuiscono a mano a mano che ci si allontana dai centri delle galassie.
Possono esserci due cause», afferma Genzel: «la prima: la maggior parte di queste galassie sono fortemente dominate da materia ordinaria, mentre la materia oscura gioca un ruolo secondario rispetto all'universo locale. La seconda: questi dischi primordiali erano molto più turbolenti delle galassie a spirale che vediamo nei nostri dintorni cosmici».
Non è la prima volta che nuove scoperte hanno messo in dubbio l'esistenza o il ruolo della materia oscura ed è forse giunto il momento di pensare seriamente se non possano esistere altre spiegazioni agli enigmi astronomici che a oggi possono essere spiegati solo con quella elusiva materia.
