Un team internazionale di fisici ha proposto un’aggiunta all’attuale teoria sulla materia oscura: in un articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, gli scienziati hanno suggerito la possibilità che non solo la materia oscura sia stata originata dalla materia ordinaria, ma che essa sia in grado di crearne di nuova attingendo sempre alla stessa materia ordinaria.

L’esistenza di un elemento denominato materia oscura è stata proposta dai fisici per spiegare alcuni fenomeni osservati dai ricercatori, come il modo in cui la luce viene piegata mentre si fa strada da luoghi lontani fino telescopi qui sulla Terra. Ma alcune parti della teoria devono ancora essere approfondite, come la risposta alla domanda “come si è formata la quantità di questa materia che si ritiene esista oggi nell’Universo?”

E un team di ricercatori ha escogitato una teoria che risponde a questa domanda.

I teorici iniziano citando precedenti ricerche che hanno suggerito che una certa quantità di materia oscura sia stata creata in quella sorta di “bagno termale” all’origine dell’Universo, dove il plasma primordiale composto di materia ordinaria ha generato particelle di ‘dark matter’. Ma non nella quantità che si ritiene sia presente attualmente. L’idea è che ad un certo punto le particelle di materia oscura abbiano iniziato a produrre più particelle della stessa attingendo a particelle ordinarie e che queste nuove particelle di materia oscura siano state a loro volta in grado di creare nuove particelle sempre partendo da particelle normali.

Materia oscura
  • Analisi della regione G12 della KIDS Survey. Credits: Kilo-Degree Survey Collaboration/H. Hildebrandt & B. Giblin/ESO
  • Il ruolo chiave dell’espansione dell’Universo

    I ricercatori fanno notare che in uno scenario del genere si può pensare che alla fine non rimarrà nient’altro nell’universo se non particelle di materia oscura. Ma la ragione per cui questo non è successo, e non accadrà, è a causa della rapida espansione dell’universo. All’inizio, tutto era ravvicinato, rendendo facile per la ‘dark matter’ entrare in contatto con la materia normale e convertirla. Ma col passare del tempo, le particelle si sono allontanate sempre di più per colpa dell’espansione, e questo ha reso più rari i casi in cui questa che si imbatteva nella materia normale. Questa espansione ha quindi rallentato la conversione della materia normale in materia oscura, lasciandoci la quantità attualmente supposta.

    Il team ha costruito un modello che mostra che questa teoria può spiegare le quantità di materia oscura esistente e che questo possa essere verificato. Se le loro idee sono corrette, dovrebbe esserci un’impronta osservabile rimasta nella radiazione cosmica di fondo: il prossimo passo sarà quello di cercarla.

    Riferimenti:

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