La scoperta della materia che non c’è ma che tutti scoprono
Risale al 27 di maggio la pubblicazione su Nature di un articolo [1] a firma del gruppo di ricerca australiano il cui rappresentante e primo firmatario, Jean-Pierre Macquart, annuncia di avere definitivamente avuto la conferma della presenza della materia barionica mancante.
La notizia per la verità non è nuova, già alla fine degli anni novanta si erano fatte stime accurate della materia barionica presente nell’universo stimando la sua densità a circa il 4% della densità totale dell’universo [2]. Successivamente le misure e gli strumenti di osservazione si sono affinati portando a risultati migliorativi sempre in accordo con i precedenti.
Di questo abbiamo già parlato ben dieci anni fa [3] quando per la prima volta la materia barionica mancante faceva comparsa nei filamenti di plasma caldo che connette le galassie. Il modello cosmologico attuale Lambda-CDM, supportato dalle recenti misure effettuate anche dal satellite Planck, mostra che l’universo è piatto, cioè euclideo, la curvatura è praticamente zero.
Perché questo sia possibile occorre che la densità di energia nel cosmo sia suddivisa in tre componenti: una parte associata alla materia barionica, quella di cui sono fatte stelle e galassie e noi stessi che deve essere circa il 5% del totale, una parte oscura (Dark Matter) circa il 25%, non visibile al momento con nessuno strumento e di cui non si ha ancora sufficiente informazione per sapere da che cosa è composta, una parte di bilanciamento dovuta all’energia oscura del vuoto (Dark Energy) il 70%, che è anche responsabile dell’espansione dell’universo portandolo ad avere una geometria piatta.
Da ormai più di vent’anni si sa che la materia dell’universo visibile è meno di quel che ci si aspetterebbe di vedere, piano, piano, con l’affinarsi dei metodi di misura si è arrivati ad individuare sempre più e sempre con maggiore certezza la materia barionica mancante nel gas caldo intergalattico il WHIM (Warm Hot Intergalactic Medium). Recentemente misure effettuate dal telescopio Newton dell’ESA hanno fornito ulteriori indizi sulla presenza del WHIM [4] ma gli avvistamenti di materia mancante si succedono a ritmo serrato [5].
Quest’ultima autorevole conferma, ottenuta con un metodo del tutto nuovo e indipendente dagli altri, fornisce l’ultimo indizio. Ora il problema è riuscire a “vedere” direttamente questa materia invisibile. Per ora è stata solo rintracciata indirettamente grazie a 6 FRB (Fast Radio Bursts), lampi radio veloci altamente energetici, probabilmente prodotti da emissioni di galassie primitive che percorrendo l’universo alla velocità della luce attraversano il gas caldo di materia barionica venendo diffusi e dispersi proprio come un raggio di luce nella nebbia. L’effetto è un red-shift (spostamento verso lunghezze d’onda meno energetiche) dell’onda radio in grado di dirci da quanto lontano arriva quel segnale e quanta materia ha attraversato. Le misure sono finalmente e nuovamente compatibili con il fatidico 5%. Direi che a questo punto come dice il portavoce del gruppo australiano siamo all’inizio, nel futuro con più dati, magari 100 FRB, si potrà ricostruire una vera e propria mappa della materia calda dell’universo che circonda e collega le galassie [6].
[1] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2300-2
[2] https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9712020.pdf
[3] https://www.gravita-zero.org/2010/06/forse-svelato-il-mistero-della-materia.html
[5] https://www.media.inaf.it/2019/02/19/massa-mancante-chandra/
Prof. Massimo Auci
Italian Physicist, educator.
New York Academy Science, National Geographic Society.