Materia oscura ed Energia oscura due concetti che in cosmologia sono ancora oggetto di studio e ricerca.
Negli ultimi anni sentiamo spesso parlare di Materai ed Energia oscura, due concetti, che a primo impatto, ci appaiono così complicati, addirittura da allontanarci da un possibile sforzo al fine di comprenderci qualcosa. In effetti sono concetti complessi, e le loro proprietà sono poco note anche agli scienziati. Le uniche cosa che possiamo studiare, sono i loro effetti e trarre delle ipotesi. Affrontiamo l’argomento in modo molto intuitivo, anche perché dal punto di vista divulgativo non incontreremo troppe difficoltà.
Innanzitutto partiamo dal fatto che MATERIA OSCURA ed ENERGIA OSCURA sono due cose totalmente differenti. Ma come vedremo nella seconda parte di questo articolo, correlate tra loro.
Excursus storico
Da un centinaio di anni, a partire dai decenni successivi al 1920, quando ormai Einstein ha pubblicato i propri lavori sulla relatività ristretta e generale, comincia a prendere sempre più piede lo studio dell’Universo, in particolar modo quelli che riguardano la cosmologia. Diventano materia di studio da parte degli astrofisici la nascita, l’evoluzione, la morte dell’Universo. A tal scopo anche le osservazioni dirette dei fenomeni celesti tramite i telescopi aumentano sempre più e cresce anche la precisione dei dati raccolti.
Pian piano si intuisce che l’Universo non termina ai confini della nostra galassia (Via Lattea), ma è estremamente più vasto. Addirittura si scopre che Andromeda, fino a quei tempi ritenuta una nebulosa di polveri e gas, è anch’essa una galassia a spirale e probabilmente anche più grande della nostra. Andando avanti con le ricerche ci si convince dell’immensità dell’Universo e dell’infinito numero di galassie contenute in esso.
Le Galassie diventano oggetto di studio
- La forma – Hanno quasi tutte forma più o meno circolare, chi a spirale, chi a spirale barrata, chi globulare, ma sono tutte ammassi abbastanza sferici.
- La rotazione dei corpi celesti – Anche le galassie ruotano su se stesse così come il Sistema solare, visto nella sua globalità, ruota attorno a un centro definito dal Sole. Nel sistema solare i pianeti più vicini al centro, poiché subiscono un maggiore effetto di attrazione gravitazionale da parte del Sole, ruotano più velocemente rispetto ai pianeti più esterni. Man mano che ci si allontana dal centro, i pianeti ruotano sempre più lentamente. Mercurio è molto più rapido della Terra nel descrivere la sua orbita di rivoluzione. Plutone è estremamente molto più lento nel percorrere la propria orbita, rispetto a tutti gli altri pianeti.
Per le galassie dovrebbe funzionare allo stesso modo, TEORICAMENTE –Le stelle più interne devono essere più veloci nella rotazione attorno al centro, mentre le stelle più distanti sono più lente perché più lontane dalla parte centrale, ove una maggior concentrazione di stelle determina un maggior effetto di attrazione gravitazionale.
In REALTA’ si è osservato un fenomeno DIFFERENTE – Le galassie ruotano allo stesso modo in tutti i punti. Tutte le stelle che formano le galassie hanno la stessa velocità angolare. Sia le più esterne, sia le stelle più interne ruotano attorno al centro galattico con la stessa velocità (angolare).
Come mai la Realtà differisce dalla Teoria?
Si è fatto un altro esperimento – Misurando la velocità di rotazione di una galassia, si è calcolata la massa che dovrebbe avere questo ammasso di stelle. Tramite un’altra legge fisica è stata determinata la massa della stessa galassia, mettendola in relazione alla sua luminosità. Confrontando i valori ottenuti delle due masse, si è giunti alla conclusione che la galassia, affinché non si disintegrasse ruotando a quella velocità così elevata, avrebbe dovuto avere una massa molto più grande rispetto a quella ottenuta indirettamente considerando la sua luminosità.
Si è arrivati alla conclusione – Una grandissima parte della massa delle galassie non si vede, è INVISIBILE. Questa è quella che gli scienziati chiamano MATERIA OSCURA. Quella stessa materia che tiene incollate le galassie in ammassi facendo ruotare le stelle esterne più rapidamente attorno al centro, proprio come le stelle più interne, evitando che schizzino via a causa della velocità troppo elevata.
I calcoli – E’ quindi venuto fuori qualcosa di impressionante. Nell’Universo il 26% è Materia Oscura e solo il 4% è materia ordinaria visibile. Tutto il resto è vuoto.
Ma che cos’è la MATERIA OSCURA?
Se vi siete incuriositi e appassionati a questa materia, ora andiamo a capire più da vicino cos’è la Materia Oscura e la sua importanza gravitazionale nelle galassie; e cos’è invece l’Energia Oscura e la sua importanza nell’espansione dell’Universo.
Curiosità – Immaginate che ogni giorno veniamo attraversati da milioni di particelle di materia oscura, ma non ce ne accorgiamo.
