Una nuova teoria sull’Universo: un mondo senza materia oscura
Il lato oscuro del nostro universo
Nel corso dell’ultimo secolo, le osservazioni cosmologiche hanno evidenziato come la materia ordinaria e visibile rappresenti soltanto una percentuale irrisoria (circa il 4%) dell’intera materia che compone il nostro Universo. Alcune incongruenze nelle osservazioni astronomiche moderne, infatti, sembrano essere giustificate dalla presenza di entità misteriose note come energia oscura e materia oscura.
La prima giustificherebbe l’espansione del nostro Universo e l’ultima, seppur invisibile ai nostri occhi dal momento che non interagisce con la luce e non emette né assorbe in nessuna lunghezza d’onda, può essere rilevata in modo indiretto indagando i suoi effetti gravitazionali sulla materia ordinaria, ad esempio sul moto di stelle e galassie.
La materia oscura: che cos’è?
La denominazione “materia oscura” è senza dubbio evocativa, poiché si tratta di una forma di materia invisibile ai nostri occhi e quindi impossibile da osservare direttamente. La sua esistenza, è stata ipotizzata al fine di interpretare anomalie in alcuni dati rilevati da osservazioni sperimentali che non possono essere ricondotti alla sola presenza della materia ordinaria.
Il primo ad aver ipotizzato la sua presenza fu, nel 1933, l’astrofisico svizzero Fritz Zwicky. Anni più tardi, l’astronoma americana Vera Rubin, condusse degli studi sulla velocità delle stelle nelle galassie a spirale, iniziando con la vicina galassia di Andromeda. Le galassie a spirale sono oggetti a forma di disco sottile, le cui stelle ruotano attorno al centro della galassia: quello che ci si aspettava era una velocità di rotazione delle stelle in funzione della loro distanza dal centro, analogamente al moto dei pianeti attorno al Sole. Tuttavia, i risultati a cui la Rubin giunse erano completamente inaspettati: man mano che ci si allontanava dal centro della galassia le stelle continuavano a ruotare con la stessa velocità di quelle centrali. Si ipotizzò pertanto che un alone di materia oscura circondasse le galassie: la sua presenza avrebbe un effetto gravitazionale sulle stelle periferiche giustificando le loro elevate velocità di rotazione.
L’energia oscura: che cos’è
Agli inizi del secolo scorso un’altra importante scoperta, per merito dell’astrofisico Edwin Hubble, ha segnato per sempre la nostra visione del Cosmo: l’Universo è in continua espansione.
Questo potrebbe apparire del tutto controintuitivo: immaginiamo di rappresentare l’attrazione gravitazionale delle galassie attraverso delle molle che le collegano tra loro. In questo tipo di rappresentazione si può prevedere soltanto attrazione, avvicinamento, restrizione degli spazi. L’unica possibilità immaginabile è che, col passare del tempo, l’Universo sia destinato a contrarsi e a collassare in un singolo punto.
Affinché l’Universo sia davvero in espansione, dobbiamo quindi ipotizzare la presenza di un’energia, della quale non conosciamo le proprietà, in grado di poter fornire alle galassie una spinta e rendere quindi possibile l’espansione accelerata dell’Universo. Quest’energia misteriosa è proprio l’energia oscura.
La nuova teoria di Gupta
Rajendra Gupta, fisico teorico presso l’Università di Ottawa (Canada), ha proposto una nuova controversa teoria secondo la quale la descrizione cosmologia del nostro Universo non deve necessariamente ricorrere all’esistenza della materia oscura. Inoltre, l’Universo risulterebbe molto più antico di quanto attualmente crediamo, quasi il doppio dell’età stimata sino ad ora. Nello specifico parliamo di 26,7 miliardi di anni, rispetto al valore attualmente riconosciuto di 13,8 miliardi di anni.
Il modello di Gupta è essenzialmente basato sulla combinazione di due teorie: “costanti di accoppiamento covarianti” (CCC) e “luce stanca” (TL). Rispettivamente, esse si basano su come le forze della natura diminuiscano nel tempo e su come la luce perda energia percorrendo lunghe distanze. L’Universo viene quindi studiato da una prospettiva completamente diversa: ad esempio, la sua espansione accelerata, che nel modello cosmologico standard è causata dalla presenza dell’energia oscura, in questo modello sarebbe dovuta alle forze indebolenti della natura durante l’espansione. Ritornando all’esempio delle molle, possiamo immaginare in questo caso che le molle che tengono insieme le galassie diventano sempre più deboli, permettendone dunque il reciproco allontanamento.
La materia oscura esiste?
Non è la prima volta che l’esistenza della materia oscura viene messa in discussione. Già in passato altri studiosi avevano provato a formulare teorie alternative al modello cosmologico standard, in grado di poter giustificare le osservazioni gravitazionali senza necessariamente ricorrere all’esistenza di una materia oscura. Tuttavia, nessuna di queste teorie è mai riuscita a dare una spiegazione soddisfacente e valida su un gran numero di fenomeni osservati nell’Universo.
Secondo Gupta, al momento il suo modello sarebbe il primo ad aver completamente eliminato l’esistenza della materia oscura, pur rimanendo coerente con le principali osservazioni cosmologiche che per il momento hanno avuto il tempo di essere confermate. In ogni caso, il suo studio apre le porte ad una possibile nuova interpretazione del nostro Universo, permettendoci di esplorare sempre di più le sue proprietà fondamentali.
a cura di Giada Cacciapaglia