Un'energia misteriosa domina l'Universo.

Un'energia oscura, dalle insolite proprietà anti-gravitazionali, che stà facendo scervellare i cosmologi contemporanei. Brian Chaboyer, professore di fisica e astronomia a Dartmouth, insieme a Lawrence Krauss, Professore di Fisica e Astronomia alla Case Western Reserve University, in un articolo del numero di Science del gennaio 2003 basato su complessi calcoli stellari, dichiaravano ufficialmente l'esistenza dell'energia oscura: “L'universo è dominato da un'energia che ancora non abbiamo mai osservato direttamente”, diceva Chaboyer, “e che non riusciamo a comprendere”.

In pratica stavano dicendo che la scienza non può dire con esattezza di cosa sia composto il 99% dell'universo, ma può solo formulare delle ipotesi. L'unica spiegazione che si sono dati è che in un universo in accelerazione (espansione) come quello attuale il contenuto di energia nel vuoto sia non-zero, ovvero pressione negativa, ovvero “dark energy”. Una spinta entropica che cresce parallelamente all'espansione causandone l'accelerazione. Questa spinta, che ad un certo punto, relativamente recente, ha accelerato l'espansione dell'universo, è frutto di una energia ancora sconosciuta, che in qualche modo si oppone alla forza di gravità.

Successive misurazioni con lenti gravitazionali della radiazione cosmica di fondo generata dal Big Bang, hanno confermato che la maggior parte di energia presente nell'Universo, ovvero nel vuoto, è invisibile e di forma sconosciuta. Qualcuno l'ha paragonata all'idea di Costante Cosmologica avanzata da Einstein, anche se la maggior parte degli astronomi sono molto scettici a riguardo. Einstein, nel 1917, quando ancora la teoria del Big Bang non era stata partorita, aveva avanzato l'ipotesi di una Costante Cosmologica, ovvero di una forza-energia repulsiva che teneva le galassie a debita distanza le une dalle altre, in un universo però statico.

THE DARK MATTER

Insieme all'energia oscura, domina anche la materia oscura.

In realtà stiamo parlando della stessa cosa: Materia = Energia.

È l'ipotesi avanzata dal fisico teorico Robert Scherrer, della Vanderbilt University, in un articolo pubblicato on line dalla rivista internazionale Physical Review Letters. Energia oscura e materia oscura potrebbero essere diversi aspetti di un'unica forza, ancora sconosciuta. Da alcuni decenni ormai gli astrofisici hanno scoperto che la materia visibile è soltanto una piccola parte della materia realmente presente nell'Universo. Secondo il modello proposto dal ricercatore americano, l'Universo sarebbe pieno di un fluido invisibile che esercita una pressione sulla materia ordinaria e che modifica il modo in cui l'Universo si espande.

Gli astrofisici cominciarono a formulare l'ipotesi della materia oscura negli anni '70 per spiegare i movimenti delle galassie. Sulla base di queste prime osservazioni, stimarono che la materia oscura dovesse essere circa 10 volte più abbondante della materia visibile. Secondo le ipotesi più recenti a costituire la materia oscura sarebbero un nuovo tipo di particelle (chiamate Wimp Weakly Interacting Massive Particles), che non emettono luce e interagiscono molto debolmente con la materia. Tuttavia nessuno è ancora riuscito ad osservarle.

Quando Richard Feynmane altri svilupparono la teoria quantistica della materia, teorizzarono che anche il vuoto possedesse una sua ben definita energia, data dalle “particelle virtuali” che si formano a coppie per annichilirsi a vicenda. Secondo le stime più recenti, l'energia oscura costituirebbe il 75% dell'Universo e la materia oscura il 23%, mentre la materia e l'energia a noi familiari, prese insieme, non rappresenterebbero che il 2%.

Il modello di unificazione proposto da Scherrer si basa su una nuova idea del concetto fisico di campo scalare, ossia di una quantità fisica dotata di energia e pressione che si diffonde nello spazio. Secondo questo nuovo concetto esistono campi scalari in grado di modificare il loro comportamento nel tempo. Ad esempio, possono evolversi in modo da comportarsi come se fossero composti da particelle invisibili (in modo simile alla materia oscura) e poi possono espandersi uniformemente nello spazio (come l'energia oscura).

E-mail: Alessio Mannucci