La materia oscura è uno dei fenomeni più intriganti e perplessi dell’universo. Comprende circa l’85% della materia nell’universo ed è responsabile della formazione e della struttura delle galassie. Tuttavia, nonostante la sua importanza, sappiamo ancora molto poco al riguardo.
In questo articolo, approfondiremo cos’è la materia oscura, come è stata scoperta e la sua importanza per la comprensione dell’universo.
Cos’è la materia oscura?
La materia oscura è un tipo di materia che non emette, assorbe o riflette la luce, rendendola invisibile ai nostri telescopi e ad altri strumenti scientifici. Interagisce con altre forme di materia solo attraverso la sua forza di gravità. A causa di questo, la materia oscura è estremamente difficile da rilevare e studiare.
L’esistenza della materia oscura è stata proposta per la prima volta negli anni ’30 dallo scienziato svizzero Fritz Zwicky. Zwicky osservò che la velocità delle galassie nei gruppi di galassie era molto più alta del previsto in base alla materia visibile presente nel gruppo. Propose l’esistenza di materia invisibile, o oscura, per spiegare questa discrepanza.
Da allora, numerosi studi hanno confermato l’esistenza della materia oscura. Infatti, si crede che la materia oscura componga circa l’85% della materia nell’universo, mentre il restante 15% è costituito da materia visibile come stelle, pianeti e gas.
La teoria più accettata della materia oscura è il modello di Materia Oscura Fredda (CDM). Secondo questa teoria, la materia oscura è costituita da particelle che si muovono lentamente e hanno poca energia cinetica, da qui il termine “fredda”. Queste particelle non interagiscono con la luce o altre radiazioni elettromagnetiche, ecco perché sono invisibili.
Cos’è l’energia oscura?
L’energia oscura è un’altra componente misteriosa dell’universo, ma è diversa dalla materia oscura. Mentre la materia oscura interagisce solo attraverso la gravità, si ritiene che l’energia oscura sia responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’universo.
L’esistenza dell’energia oscura è stata proposta per la prima volta negli anni ’90 sulla base di osservazioni di supernovae distanti. Queste osservazioni indicavano che l’espansione dell’universo stava accelerando, il che era inaspettato in base alle teorie precedenti.
Come la materia oscura, l’energia oscura è difficile da rilevare e studiare. Le sue proprietà e la sua natura rimangono in gran parte sconosciute.
Come è stata scoperta la materia oscura?
Come accennato in precedenza, l’esistenza della materia oscura è stata proposta per la prima volta negli anni ’30 sulla base di osservazioni di gruppi di galassie. Da allora, numerose altre osservazioni e esperimenti hanno confermato la presenza della materia oscura.
Uno dei primi esperimenti ad aver confermato l’esistenza della materia oscura è stato condotto negli anni ’70 da Vera Rubin e Kent Ford. Rubin ha studiato la rotazione delle galassie, scoprendo che le stelle nelle galassie periferiche ruotavano a una velocità simile a quelle più vicine al centro della galassia, suggerendo la presenza di materia invisibile che forniva la forza gravitazionale necessaria per mantenere le stelle in orbita.
Altri esperimenti sono stati condotti utilizzando tecniche di lente gravitazionale, dove la curvatura della luce viene utilizzata per rivelare la presenza di materia oscura. Uno di questi esperimenti è stato il Telescopio Spaziale Hubble che ha utilizzato la lente gravitazionale per studiare le galassie lontane.
Inoltre, gli scienziati hanno anche utilizzato i dati raccolti da satelliti come il satellite Planck dell’Agenzia Spaziale Europea per studiare la radiazione cosmica di fondo, il bagliore residuo del Big Bang. Questi dati hanno permesso di ottenere informazioni sulla quantità di materia oscura presente nell’universo.
L’importanza della materia oscura
La materia oscura è importante perché è responsabile della formazione e della struttura delle galassie. Senza la presenza di materia oscura, la gravità delle stelle e del gas nelle galassie non sarebbe sufficiente per mantenere la forma delle galassie stesse. Inoltre, la materia oscura è anche un’importante componente nella formazione delle strutture su larga scala dell’universo.
La materia oscura è anche importante per la fisica teorica, poiché la sua esistenza suggerisce l’esistenza di particelle oltre quelle conosciute dalla fisica delle particelle. Gli scienziati sperano di poter studiare e identificare le particelle di materia oscura per comprendere meglio l’universo e la fisica al di là del Modello Standard.
Conclusioni
La materia oscura è una componente misteriosa dell’universo che costituisce circa l’85% della materia totale. Nonostante la sua importanza, la materia oscura è difficile da rilevare e studiare a causa della sua natura invisibile e della sua interazione solo attraverso la gravità. L’esistenza della materia oscura è stata confermata da numerosi esperimenti, ma la sua natura e le sue proprietà rimangono ancora in gran parte sconosciute.