1. La materia oscura

 

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Su suggerimento di Flavio Chinellato, astrofilo.

Tratto da: “Dov’è e che cos’è la materia oscura” di Gianfranco Bertone – pubblicato su “Le stelle”,  febbraio 2007 n. 48

«Ci sono più cose in cielo di quanto la tua filosofia possa immaginare».

Così Amleto, nella celebre tragedia  shakespeariana, riassume l’inevitabile limitatezza del sapere umano. E sarebbe difficile trovare parole più adatte a introdurre una delle scoperte scientifiche più importanti del XX secolo che riguarda la materia che compone l’Universo. La gran parte di essa sarebbe infatti di natura del tutto diversa da quella di cui sono fatte le stelle, i pianeti, nonché noi stessi. Tale materia viene chiamata «materia oscura» anzitutto perché non emette e assorbe luce e anche perché non si sa niente circa la sua costituzione. Sin dal 1687, l’anno in cui Isaac Newton pubblicò il suo fondamentale «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» fisici, matematici e astronomi hanno tentato di spiegare la dinamica dei corpi celesti attraverso la legge di gravitazione universale. Una legge relativamente semplice. Non è dunque difficile immaginare con quale sbigottimento sia stata accolta in passato la scoperta  di certe apparenti “anomalie” nel moto di alcuni pianeti i quali sembravano non rispettare le posizioni previste dalla teoria: bisognava correggere la  legge di gravitazione, oppure ipotizzare l’esistenza di oggetti “oscuri”, ossia non ancora rilevati, la cui presenza influenzava gravitazionalmente il moto dei pianeti.
Il secondo dei due approcci si è rilevato produttivo nel caso delle anomalie orbitali di Urano che fecero ipotizzare all’astronomo francese U. Le Verrier e all’ inglese J.C. Adams la possibile esistenza di un nuovo pianeta, Nettuno, poi effettivamente rilevato al telescopio nel 1846 da J.G. Galle. Al contrario, fallì il tentativo di giustificare l’anomala precessione del perielio di Mercurio ipotizzando la possibile presenza di un nuovo pianeta, che venne chiamato Vulcano. In realtà, Vulcano non esiste: per una spiegazione soddisfacente di quell’effetto si dovette attendere la formulazione di nuove leggi della gravità, rappresentate dalla Relatività Generale di Einstein. Il problema della materia oscura che oggi ci troviamo ad affrontare e’ concettualmente simile a quello delle anomalie planetarie: osserviamo in sistemi astrofisici di diverse dimensioni, dalle galassie agli ammassi di galassie, e persino nella radiazione cosmica di fondo, certe anomalie che non possono essere spiegate applicando a questi sistemi le leggi della gravitazione così come le conosciamo. Anche in questo caso abbiamo due alternative: adottare nuove leggi, oppure ipotizzare l’esistenza di materia ancora non rilevata che non emette luce, né l’assorbe, la cui presenza viene rilevata solo dalle interazioni gravitazionali di cui si rende protagonista.

Continua…

Grazie Flavio. Sabrina

Informazioni su Sabrina Masiero

Ricercatore Astronomo (Tecnologo III livello) presso INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo-Gal Hassin, Centro Internazionale delle Scienze Astronomiche di Isnello, Palermo. In precedenza: Borsista presso INAF-Osservatorio Astronomico di Padova e Fundaciòn Galileo Galilei, FGG-Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Isole Canarie.
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5 risposte a 1. La materia oscura

  1. P. dice:

    fantastico. voglio dire la frase amletica è un ottima premessa: ci sono TANTE COSE la materio oscura e l'energia oscura(che sembra essere il motore dell'universo) sono la fetta più grossa dell'esistente!
    Quanto poco sappiamo, ma faremo luce nel cosmo metteremo ordine in questo caos di non conoscenza…la cosa è a dir poco elettrizzante

  2. P. dice:

    cioè aspetta scusa eheh voglio dire nuove leggi?? si però la relatività generale è così bella ed efficiente come teoria della gravitazione…aspe però forse hai ragione se non riusciamo a capire cosìè o sbagliamo approccio oppure sbagliamo strumento…mmmm…devo rifletteree!

  3. Sabrina dice:

    P., mi piace che tu faccia mente locale mentre scrivi sul mio blog! He he, fallo ancora!
    In ogni caso, la relatività è davvero un regalo bellissimo che Einstein ha dato al mondo. Se si ci siamo avvicinati un pochino a conoscere di più il nostro mondo, è stato per merito anche suo e di tutti i fisici dell’epoca di Einstein.
    La scienza va per tentativi, se si percorre una strada sbagliata prima o poi troveremo il modo di fermarci e imboccarne un’altra. Anche se il genere umano si estinguerà prima di conoscere tutto il conoscibile, mi piace pensare che “piccoli passi” portano a fare dei grandi balzi in avanti “per mettere ordine in questo caos di conoscenza”, che è proprio una splendida frase, P.!

  4. Giovanni dice:

    Giusto! La Scienza va avanti per tentativi, altrimenti non sarebbe una dottrina sperimentale. Più che delle strade sbagliate, però, si concede un metodo di approssimazioni successive, che descrivano sempre meglio la realtà delle cose. Guardando al caso dei pianeti, per esempio, vien da chiedersi come mai un'anomalia appena percettibile abbia portato alla scoperta di un nuovo pianeta nel caso Urano – Nettuno, mentre ha richiesto una correzione della teoria di gravitazione nel caso di Mercurio. La ragione di questi esiti così diversi sta nel fatto che la Legge di Gravitazione Universale di Newton è una cosiddetta "teoria di campi deboli", cioè una semplificazione approssimativa della realtà, valida a tutti gli effetti se le forze in campo non sono eccessivamente grandi. La Relatività Generale, invece, è una teoria di campi forti, come si possono trovare nelle immediate vicinanze di corpi molto massicci (il Sole è appena un pallido esempio), la quale produce esattamente la legge di Newton quando la forza in azione si riduce. Sulla base di queste considerazioni è anche lecito aspettarsi che le attuali teorie di gravitazione non siano del tutto adeguate a situazioni in cui le forze sono intense o deboli in misura inimmaginabile. In ogni caso, questo non porterebbe a farci considerare inesatte tali teorie, ma più probabilmente ci condurrebbe ad elaborare un'approssimazione ancora più realistica dei fatti.

  5. Sabrina dice:

    Carissimi amici,

    ammiro Giovanni per la sua eleganza nel riportare con grande chiarezza concetti astronomici che sono spesso dimenticati o sottovalutati, per la bravura nell'affrontare ogni argomento con un pizzico finale di humor, per il fatto che si mette in gioco sul Blog di Tutti Dentro più spesso di quanto lo facciano gli altri ricercatori, perchè… Perchè ha un sacco di buone qualità ed è impossibile elencarle tutte.

    E' un onore per me, caro Giovanni, scambiare opinioni e condividere questo spazio con te. Grazie di cuore.

    Sabrina