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La materia oscura è una componente misteriosa e invisibile dell'universo che rappresenta circa il 27% della massa-energia totale dell'universo, secondo le stime più recenti. Non emette, assorbe o riflette luce, il che rende difficile la sua rilevazione
diretta, motivo per cui il suo nome deriva proprio dal fatto che "oscura" e invisibile ai nostri strumenti convenzionali.
Origine del concetto di materia oscura
Il concetto di materia oscura è nato negli anni '30, quando gli astronomi come Fritz Zwicky osservarono che le galassie nel nostro ammasso, come quello di Coma, si muovevano a velocità troppo elevate per essere trattenute dalla massa visibile presente. Per spiegare questa discrepanza, Zwicky propose l'esistenza di una massa invisibile, che chiamò "materia oscura" o "massa oscura".
Prove dell'esistenza della materia oscura
- Velocità delle galassie: Le velocità di rotazione delle galassie non possono essere spiegate soltanto dalla massa visibile; sono troppo elevate, suggerendo la presenza di materia invisibile che fornisce la massa mancante.
- Distribuzione delle galassie: La formazione e la distribuzione delle strutture cosmiche richiedono una quantità significativa di materia non visibile.
- Lenti gravitazionali: La curvatura della luce delle galassie lontane da parte di masse invisibili conferma l'esistenza di materia oscura.
- Radiazione cosmica di fondo: Le anisotropie nella radiazione di fondo cosmico supportano modelli dell'universo che includono una grande quantità di materia oscura.
Tipi di materia oscura
- Materia oscura fredda: costituita da particelle con velocità molto basse, come i WIMP (Weakly Interacting Massive Particles). Questa è la candidata principale nelle teorie attuali.
- Materia oscura calda: costituita da particelle più leggere e veloci, come i neutrini.
- Materia oscura calda e fredda: esistono anche modelli intermedi.
Teorie e candidati
- WIMP: particelle ipotetiche che interagiscono molto debolmente con la materia normale e potrebbero essere state create nel primo istante dopo il Big Bang.
- Assioni: particelle leggere e debolmente interagenti, originariamente proposte per risolvere il problema della violazione della simmetria CP nella teoria quantistica dei campi.
- MACHO: oggetti compatti come stelle di piccole dimensioni, buchi neri, nane brune, che potrebbero contribuire alla materia oscura, ma le prove indicano che la loro quantità è insufficiente.
Ricerca e sperimentazione
- Detective diretti: esperimenti che cercano di osservare le interazioni rare tra particelle di materia oscura e la materia normale.
- Detective indiretti: osservazioni di prodotti di decadimento o annichilazione di particelle di materia oscura.
- Lenti gravitazionali: studi delle deformazioni di luce per individuare la presenza di materia invisibile.
- Esperimenti in laboratorio: come LUX, XENON, e altri, che cercano di catturare direttamente le particelle di materia oscura.
Implicazioni cosmologiche
La materia oscura è fondamentale per la formazione delle galassie e delle strutture su larga scala dell'universo. Senza di essa, le galassie non si sarebbero formate come le vediamo oggi. La sua natura potrebbe anche fornire indizi sulla fisica oltre il Modello Standard delle particelle.
Conclusione
La materia oscura rimane uno dei più grandi misteri della cosmologia e della fisica moderna. La sua scoperta potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell'universo, portando a nuove teorie e, forse, alla scoperta di nuove particelle o forze fondamentali.
Giuseppe
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E fenomenale come l'uomo non riesce ad andare d'accordo con i propri simili sulla Terra e che uomini qualificati come astrofisici, ecc ricerchino la vita in altri pianeti di altri sistemi solari. E' il caso dell'esopianeta K2.18b dove da anni è stata scoperta la presenza della molecola di dimetisolfuro che sulla terra viene prodotta da alghe. Per sostenere la presenza di vita su questo pianeta distante 120 anni luce da Noi è ancora presto. Questo pianeta sembra di dimensioni maggiori della Terra e orbita su una stella nana a una distanza minore della terra rispetto al sole. La presenza di questa molecola è stata riscontrata quando il pianeta passa davanti alla sua stella e si analizzano i gas con particolari strumenti del telescopio James Web . Gli scienziati per ora sono giunti a conclusione che K2-18b potrebbe essere un enorme corpo roccioso con un oceano di magma e una densa e rovente atmosfera di idrogeno, uno scenario sfavorevole alla vita come la conosciamo.
Giuseppe
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Sino ad ora si è pensato che il suicidio di un pianeta poteva avvenire alla fine vita della stella, il Sole, nel nostro caso che si gonfia diventanto una gigante rossa e con il suo plasma che interagisce con i pianeti Mercurio Venere e forse la Terra pone fine alla loro vita fra 5 miliardi di anni. Ora il telescopio James web ha mostrato che il suicidio di un pianeta puo avvenire anche con pianeti di grosse dimensioni come Giove che orbitando vicino alla sua stella possono finire dentro come avvenuto osservando una stella che si trova nella via Lattea a 12000 anni luce da noi.
Giuseppe
divulgatore scientifico
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Tempo abbiamo visto il lanco del Telescopio James WEbb, vediamo le nuove ipotesi dell'origine dell Universo.
Una recente ricerca, effettuata su 263 galassie, ha fatto emergere nuove prove che avvalorerebbero l’ipotesi che il nostro Universo si sia formato all’interno di un buco nero proveniente da un altro cosmo molto più grande. Un gruppo di ricercatori della Kansas State University, negli Stati Uniti, ha utilizzato i dati forniti dal telescopio spaziale della NASA James Webb, scoprendo che gran parte delle galassie si muove nello stesso verso.
Questa rivelazione è in contraddizione con le precedenti teorie, che sostengono che il nostro Universo è isotropo, ovvero dovrebbe comprendere un numero uguale di galassie, che roteano in direzione oraria e anti-oraria. Secondo Lior Shamir, professore associato di Informatica presso il suddetto ateneo, esistono due probabili spiegazioni. La prima prevede che l’Universo sia nato in rotazione, appoggiando l’ipotesi che si trovi dentro un buco nero, la seconda implica la velocità del moto rotatorio delle galassie.
La Via Lattea e le altre galassie del nostro Universo sarebbero, secondo le nuove teorie, racchiuse nel buco nero di un Universo di dimensioni più grandi. Ciò pone alcune perplessità sulla formazione del cosmo, tra cui la teoria che il Big Bang abbia dato origine allo stesso. I buchi neri del nostro Universo potrebbero, pertanto, rappresentare i confini di altri cosmi, nonostante le recenti scoperte non forniscano prove certe della cosmologia di questi corpi celesti. Serviranno, infatti, altri elementi per avere delucidazioni più dettagliate in merito. Shamir ha affermato che esisterebbe un’altra spiegazione della causa che provoca la rotazione oraria della maggior parte delle galassie. Il motivo potrebbe riguardare l’influenza che la velocità di rotazione della Via Lattea esercita sulle misurazioni.
Se questa ipotesi venisse confermata, bisognerebbe ricalibrare le misurazioni della distanza per le profondità del cosmo. La ricalibrazione di tali parametri di misurazione potrebbe fornire alcuni chiarimenti su altri quesiti cosmologici tuttora irrisolti. Tra questi ricordiamo le differenze nei livelli di espansione del Cosmo e le grandi galassie, che secondo gli attuali metodi di misurazione, sarebbero più vecchie dello stesso Universo.
Giuseppe
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Giuseppe
divulgatore scientifico
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