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Agiscono in modo opposto sull'Universo, determinandone l'intera storia evolutiva: chiariamoci un po' le idee riguardo la materia oscura e l'energia oscura. Materia ed energia oscura rappresentano due dei campi di ricerca piu' aperti dell'odierna astrofisica. La letteratura a riguardo e vasta e quasi sempre ostica da digerire, e continuera' ad aumentare a gran ritmo viste le grandi collaborazioni e missioni spaziali (come LSST, Euclid, il Nancy Grace Roman Space Telescope e molto altro) che avranno inizio nei prossimi anni. Penso sia quindi cosa buona e giusta avere le idee il piu' possibile chiare riguardo cosa attualmente sappiamo riguardo questi costituenti cosi' importanti del nostro Universo. Che cos'e` la materia oscura? Si tratta di un tipo di materia con alcune similitudini con la materia ordinaria, come la capacita' di attrarre i corpi celesti a se' quando presente in alte concentrazioni, un po' come fa il Sole con i pianeti, ma a differenza del Sole non emette luce. Piu' precisamente non emette alcun tipo di radiazione elettromagnetica, da qui l'aggettivo "oscura". SAPPIAMO che esiste, in quanto abbiamo prove osservative molto dirette della sua presenza, soprattutto attraverso l'osservazione deglli ammassi di galassie, e sembra costituire quasi l'85% di tutta la materia nell'Universo. Dall'altro lato, NON SAPPIAMO di cosa sia fatta, ovvero quali siano le particelle fondamentali che la compongono. Che cos'e` l'energia oscura? NON LO SAPPIAMO, e' attualmente ancora un mistero. SAPPIAMO pero' cosa fa, ovvero accelerare l'espansione dell'Universo. Se immaginiamo il nostro Universo come qualcosa di simile a un'automobile, e come se essa avesse decelerato per i primi circa 8 miliardi di anni. A quel punto "qualcuno" a spinto il piede sull'acceleratore. Di conseguenza, durante gli ultimi 6 miliardi di anni l'Universo si e' espanso sempre piu' velocemente. Non solo, le stime attuali indicano che circa il 70% del contenuto di materia ed energia nell'Universo sia costuito proprio da energia oscura. Come viene studiata l'energia oscura? Una delle collaborazioni attualmente piu' attive e' la The Dark Energy Survey , un grande sforzo comune e internazionale, che coinvolge 300 scienziati da 25 istituti distribuiti in 7 nazioni, col fine di mappare centinaia di milioni di galassie, rilevare migliaia di supernovae, trovare dei patterns nelle strutture cosmiche che possano rilevare la natura della misteriosa energia oscura e come l'univeso sia cambiato nel corso dei suoi 14 miliardi di anni di esistenza. Le osservazioni vengono eseguite tramite il telescopio di 4 metri di diametro "Blanco" (nell'immagine), presso l'osservatorio Cerro Tololo nelle Ande cilene, che offrono un'elevata altitudine e un clima molto secco, caratterizzato dall'avere tra le piu' ridotte precipitazioni al mondo, l'ideale per piazzarci dei telescopi. Il telescopio di 4 metri di diametro "Blanco", presso l'osservatorio Cerro Tololo nelle Ande cilene. Credit: Reidar Hahn, Fermilab Materia oscura ed energia oscura sono connesse tra di loro? A quanto ne sappiamo, no. Sarebbe molto interessante se fossero le due facce della stessa medaglia, in quanto sarebbe l'indicazione di una singola teoria che spieghi entrambi i fenomeni. Ma al momento non sembra essere questo il caso. Agiscono in modo opposto sull'Universo, la materia oscura ne decelera l'espansione mentre l'energia oscura la accelera, e sembra che la storia dell'universo dipenda soprattutto dalla quantita' totale di queste due componenti, non da cosa siano composte, ovvero la loro natura piu' intima e fondamentale. Fonti: Abbott et al. 2022, Physical Review D, Volume 105, Issue 2, article id.023520

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Materia oscura ed energia oscura: cosa sono e cosa (non) sappiamo

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