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Materia oscura

Cultura

LA MATERIA E L'ENERGIA OSCURA

La materia oscura e' una materia dell'Universo che non emette nessuna radiazione elettromagnetica, sia nello spettro della luce visibile che in quello dei raggi X ad alta energia. Per questo motivo la materia oscura e' invisibile e sconosciuta alla nostra conoscenza. Sappiamo che il cosmo e' pieno di materia oscura. Secondo i modelli cosmologici prevalenti, circa il 26% dell'Universo e' composto da materia oscura ( dark matter ). Soltanto il 5% di materia normale, quella di cui sono fatti i pianeti, le stelle e le galassie. Il restante 69% del cosmo e' composto da energia oscura ( dark energy ). Un'altra incognita dell'astrofisica contemporanea, di cui conosciamo ben poco.

La materia oscura ha lo stesso comportamento della materia comune (ordinaria ) e interagisce allo stesso modo con lo spazio-tempo. Si puo' contrarre o espandere in un volume piu' ampio, esercita forza gravitazionale, e cosi' via. L'unica differenza e' che non possiamo vederla direttamente. Sappiamo pero' che esiste in quanto misuriamo gli effetti che produce indirettamente la sua presenza. La materia oscura ha una forza accentratrice e gravitazionale. Quindi, attira a se' altra materia ed energia, come la materia normale. La sua presenza spiega il moto e la dinamica delle galassie conosciute. L'energia oscura (dark energy ), invece, invece, ha una forza repulsiva e allontana da se' tutto quanto. Secondo alcune teorie, l'energia oscura spiega l'attuale espansione accelerata dell'Universo. La forza gravitazionale delle galassie e' molto piu' grande rispetto a quella che eserciterebbero contando soltanto la materia visibile (ordinaria ). La forza di attrazione gravitazionale in eccesso può essere spiegata soltanto con la presenza di una materia invisibile (oscura ). La sua presenza spiega l'attuale velocita' e moto delle stelle intorno al centro della galassia. Inoltre, spiega le fluttazioni della radiazione cosmica di fondo. La presenza della materia oscura puo' essere riscontrata indirettamente anche tramite il fenomeno della lente gravitazionale.
Distribuzione percentuale della materia ed energia oscura
Cos'e' una lente gravitazionale? Le radiazioni emesse da una sorgente luminosa piu' lontana si deflettono quando passano vicino a una concentrazione di materia oscura, perche' subiscono la sua forza gravitazionale. Se la materia oscura e' posta in un punto intermedio tra la sorgente luminosa e l'osservatore, si crea cosi' un effetto lente. Qual'e' l'origine della materia oscura, nessuno lo sa con precisione. Potrebbe trattarsi di particelle pesanti ma con massa poco interagente con il resto (WIMP o Weakly Interacting Massive Particles). Potrebbe anche trattarsi di particelle elementari molto più leggere (assioni) ma distribuite un po' ovunque nell'Universo. La materia oscura non dipende dai buchi neri, perche', se cosi' fosse, dovremmo osservare nel cielo molte lenti gravitazionali. Pertanto la materia oscura non puo' essere spiegata con i buchi neri. La materia oscura non deriva neanche dai neutrini perche' i neutrini sono molto leggeri e non riescono a legarsi tra loro. Se la materia oscura fosse composta di neutrini, non riuscirebbe a formare nemmeno dei filamenti. Non avendo alcuna interazione con altra materia, la materia oscura e' piu' soggetta all'espansione dell'Universo, allungandosi in filamenti che si estendono nel cosmo come una struttura a rete filamentosa. Lungo questi filamenti, attratta dalla forza gravitazionale della materia oscura si concentra la materia comune, da cui hanno origine le galassie.
Simulazione della materia oscura
Simulazione della materia oscura nello spazio
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