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Materia oscura, una nuova prova

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Simulazione di una galassia, con i suoi 'ingredienti' principali: le stelle (blu), il gas da cui le stelle sono originate (rosso) e l'alone di materia oscura che circonda la galassia (grigio chiaro). Crediti: A. Benitez-Llambay e A. Ludlow

La materia oscura esiste. Almeno nella versione ‘tascabile’ dell’Universo riprodotto dentro a un computer: è quanto afferma un team di ricercatori guidati dall’Università di Durham, che grazie alle simulazioni ha trovato una prova dell’esistenza della ‘signora dell’oscurità’.

La dark matter, ineffabile componente del cosmo che secondo recenti stime costituirebbe oltre l’80% della massa presente nell’Universo, resta uno dei più grandi misteri della scienza moderna.

La maggioranza degli astronomi è oggi convinta della sua esistenza, eppure neanche le tecnologie più avanzate hanno permesso fino ad ora di osservarla.

Per questo da tempo gli scienziati si stanno concentrando su metodi indiretti per ricostruire il possibile identikit della materia oscura, in modo da cercare di capire qualcosa di più sulla sua natura e la sua misteriosa composizione.

Uno dei metodi più efficaci è quello che unisce dati osservativisimulazioni al computer. Riprodurre ‘virtualmente’ porzioni di Universo a partire dalle informazioni disponibili permette di elaborare modelli simulativi da cui estrarre previsioni realistiche sull’evoluzione del cosmo.

Elaborazione artistica della Via Lattea: l'alone blu che circonda la galassia indica la distribuzione prevista per la misteriosa materia oscura. Crediti: ESO/L. Calçada

Il nuovo studio dell’Università di Durham si muove esattamente in questo terreno. Utilizzando tecniche avanzate di simulazione computazionale, il team di ricerca ha ricostruito il processo di formazione delle galassie tenendo conto della presenza della materia oscura.

E così miliardi di anni di evoluzione sono stati compressi in poche settimane, riproducendo in potentissimi supercomputer le complesse relazioni esistenti tra la massa, la dimensione e la luminosità delle galassie.

I risultati, pubblicati su Physical Review Letters, mostrano che la dimensione e la velocità di rotazione delle galassie simulate erano collegate alla loro luminosità in un modo simile alle osservazioni reali fatte dagli astronomi.

In altri termini, il micro-Universo virtuale si comportava in modo del tutto coerente con le informazioni disponibili sull’Universo reale. Il che, secondo gli autori dell’articolo, è un’ulteriore prova indiretta dell’esistenza della materia oscura.

“Questo risolve un antico problema che ha messo in difficoltà i modelli della materia oscura per oltre un decennio – commenta AaronLudlow, leader dello studio. – L’ipotesi dell’esistenza della materia oscura resta la migliore spiegazione per i fenomeni gravitazionali che tengono insieme le galassie. Per questo, anche se le sue particelle sono molto difficili da rilevare, la fisica deve insistere.”

Per saperne di più sulla materia oscura e lo stato della ricerca in merito, Coelum Astronomia 210 di aprile è dedicato all’argomento con uno speciale dedicato alla ricerca della elusiva “massa mancante”, come sempre in formato digitale e gratuito…

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