Materia oscura nello spazio: intervista di Fraser Cain a Sarah Pearson

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Fraser Cain, redattore di Universe Today, ha intervistato Sarah Pearson, astronoma della Columbia University e youtuber famosa per il suo canale "Space with Sarah". Sarah studia la formazione delle galassie nane che circondano la Via Lattea per capire come si sono formate le attuali galassie più grandi nel lontano passato.

Per galassia nana si intende una galassia di piccole dimensioni composta da un numero di stelle variabile da 100 milioni ad alcuni miliardi, nettamente inferiori ai 200 o 400 miliardi circa di stelle della Via Lattea.

Uno degli argomenti più interessanti e misteriosi dell'astronomia è proprio la Dark Matter, tradotta come materia oscura, in quanto tutt'oggi non è ancora chiaro cosa sia. Eppure è la responsabile della maggior parte della massa che è presente nell'universo.

Quasi 100 anni fa venne teorizzata l'esistenza della materia oscura, così chiamata perché "invisibile", ovvero incapace di emettere radiazioni elettromagnetiche come tutta la massa che conosciamo oggi. La materia oscura si manifesterebbe solo attraverso effetti gravitazionali, che sono stati rilevati nonostante non associati ad una vera e propria massa che emetta onde rilevabili da un fotorivelatore, ovvero da un dispositivo che analizza le radiazioni elettromagnetiche (infatti è definita oscura per questo, in quanto tale massa non emette "luce").

In pratica se esistesse, la materia oscura non interagirebbe con le forze elettromagnetiche, ovvero non emetterebbe né assorbirebbe onde elettromagnetiche, rendendo chiaro il motivo per cui ne siamo permeati senza che sia possibile rilevarla.

Scoperte degli anni 60 e 70 rivelano che dallo studio della velocità di rotazione delle galassie spirali ci dovrebbe essere una massa (ovvero la materia oscura) 6 volte maggiore di quella rilevata. Si è anche teorizzato che probabilmente non esiste alcuna materia invisibile, ma solo un errore nella comprensione di come la gravità funzioni su larga scala.

Il fatto sensazionale è che nonostante gli astronomi non conoscano cosa sia, gli effetti di questa massa misteriosa fan sì che la traiettoria della luce venga deviata grazie alla gravità della materia oscura stessa, fenomeno che permetterebbe di sfruttarla come telescopio verso punti dello spazio altrimenti non raggiungibili.

Sarah Pearson spiega nell'intervista che è vero che la materia oscura sia ad oggi ignota, ma è possibile sapere dove sia conoscendo dove è situata la materia nota. In qualche modo conoscere la struttura delle galassie potrebbe fornire suggerimenti su dove sia la materia oscura e come sia la sua struttura nell'universo, immaginando che i due tipi di materia siano simili. Lo studio dell'espansione dell'universo insieme alla gravità che ha creato le galassie che oggi conosciamo potrebbe indicare dove è situata la materia oscura.

Sarah sta studiando galassie composte esclusivamente da materia oscura, formatesi probabilmente immaginando che nel passato tutta questa materia invisibile era distribuita uniformemente, ad eccezione di alcuni punti più densi che avrebbero dato vita a queste galassie generalmente più piccole della Via Lattea, con conseguente difficoltà a mantenere la materia per sé viste le dimensioni ridotte.

Di queste galassie più piccole composte da materia oscura ce ne sarebbero migliaia che orbitano attorno alla nostra galassia e che sono letteralmente minacciate dalla Via Lattea stessa, poiché si fonderebbero con questa nel contatto con il suo disco immenso.

Anche presso Ginevra tramite l'acceleratore di particelle LHC si sta cercando di capire cosa sia la materia oscura, anche se l'approccio è diverso da quello degli astronomi. Recentemente al CERN è stato inaugurato un nuovo acceleratore, il Linac 4, che in futuro farà parte del più grande LHC, per avere più energia disponibile durante gli esperimenti.

Sarah ha concluso la sua intervista scommettendo sulla reale natura della materia oscura: secondo l'astronoma, la tanto famigerata massa invisibile sarebbe associata ad una particella massiva soggetta solo alla forza gravitazionale e all'interazione nucleare debole (wimp, weakly interactive massive particle) che non è ancora stata rilevata.