NUOVE IPOTESI SULLA MATERIA OSCURA
Da circa trenta anni gli astrofisici di tutto il mondo sono alla ricerca della natura della materia oscura. Questa costituirebbe il 90% della materia dell’ Universo ma non è possibile osservarla direttamente perché non emette luce visibile né alcuna radiazione elettromagnetica.
Un gruppo di astrofisici si sono cimentati in uno studio, pubblicato dalla rivista Nature nel mese di settembre 2009, che ha portato ad una scoperta sorprendente che mette in discussione quanto finora conosciuto sulla formazione delle galassie e sulla stessa esistenza della materia oscura.
Alessandro Menenti ha intervistato per noi Gianfranco Gentile, uno degli astrofisici italiani che ha partecipato alla ricerca.
D. Dott. Gentile che cosa è la materia oscura?
R. Si pensa che la materia oscura sia una particella che ancora non è stata scoperta. E' stato introdotto il concetto di materia oscura perché le galassie a disco (uno dei due tipi principali di galassie, che sono dischi fatti di miliardi di stelle, gas e polvere) ruotano su se stesse più velocemente di quanto ci si aspetterebbe dalla quantità di materia visibile.
In altre parole, se ci fosse solo la materia visibile le galassie di disaggregherebbero a causa della forza centrifuga. La materia oscura è stata introdotta per giustificare la coesione di strutture cosmiche come le galassie e gli ammassi di galassie.
Si pensa che le galassie siano immerse in "nuvole", dette aloni, di materia oscura. Una possibiltà alternativa all'esistenza della materia oscura è che la forza di gravità quando il campo gravitazionale è molto basso, come avviene nelle parti esterne delle galassie - in realtà sia un po' più forte di quello che ci si aspetterebbe dalle leggi di Newton e Einstein. Questa possibilità viene chiamata Modified Newtonian Dynamics (MOND) ed è stata introdotta nel 1983 dall'astronomo Mordehai Milgrom.
D. Come è nato lo studio che ha portato alla recente scoperta?
R. Abbiamo usato misure della velocità di rotazione del gas nelle galassie (ottenute con vari telescopi in Cile, Stati Uniti, Olanda, ecc.) per tracciare la distribuzione di materia in un campione di 28 galassie.
D. Chi vi ha partecipato e come vi siete ripartiti il lavoro?
R. Lo studio è stato effettuato da me (Università di Gent e Bruxelles, Belgio), Benoit Famaey (Universita' di Bruxelles, Belgio, e Strasburgo, Francia), HongSheng Zhao (Università di St. Andrews, Scozia) e Paolo Salucci (SISSA, Trieste). Abbiamo tutti - chi piu' chi meno - contribuito all'analisi dei dati e alla stesura dell'articolo.
D. Cosa avete scoperto?
R. Qua si entra nei dettagli tecnici... Il punto di partenza è stato un articolo di qualche mese fa in cui era stato scoperto che se si misura il campo gravitazionale della materia oscura all'interno di un raggio caratteristico dell'alone di materia oscura (raggio che varia di molto da una galassia all'altra), questo campo gravitazionale e' lo stesso per tutte le galassie. Noi abbiamo trovato che anche il campo gravitazionale della materia visibile se misurato all'interno di quel raggio è lo stesso per tutte le galassie. Questo puo' voler dire due cose:
1) o la materia oscura e la materia visibile - che prima si pensava Interagissero tra di loro solo tramite la forza di gravita' - interagiscono tra di loro in maniera più stretta di quanto non si pensasse, in altre parole la materia oscura "sa" esattamente cosa fa la materia visibile ;
2) oppure la materia oscura non esiste nelle galassie. I nostri dati vengono spiegati in maniera naturale nei modelli come MOND, dato che in questi modelli l'unica sorgente del campo gravitazionale e' la materia visibile.
D. A parte l'aspetto scientifico della scoperta, quale può esserne l'utilità?
R. Molti campi della ricerca scientifica non hanno applicazioni pratiche dirette, ma sono comunque fondamentali per il progresso dell'umanità e la conoscenza del mondo che ci circonda. E in più, una maggiore conoscenza del funzionamento dei processi fisici nell' universo possono portare a lungo termine ad applicazioni pratiche fondamentali (per esempio senza lo studio dei fenomeni elettrici non si poteva inventare la lampadina).
D. Quale è la situazione della ricerca in Italia ed in Europa?
R. Passo, domanda troppo rischiosa... 
Dott. Gentile l’aspettiamo in Italia al più presto.
Alessandro Menenti
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