Cosmologia
Un Universo oscuro
Ciò
che emerge dalle ultime osservazioni è uno scenario alquanto imprevedibile,
e che probabilmente molte persone non conoscono: l’Universo è
composto per il 95% di componenti invisibili, materia o energia che siano.
La scoperta che lo spazio dell’Universo si sta tuttora espandendo
in modo accelerato, contrariamente a quanto si pensava fino a qualche
tempo fa, è spiegata con l’ipotesi che l’Universo sia
permeato di una forma di energia sconosciuta, per questo chiamata energia
oscura, di tipo repulsivo (ossia antigravitazionale), che contrasta e
vince la tendenza dello spazio a contrarsi su sé stesso a causa
dell’attrazione gravitazionale esercitata dalla materia presente
nel Cosmo.
A questa energia oscura si somma la cosiddetta materia
oscura, costituita da tutte quelle forme di materia che non sono visibili
(nel senso di osservabili) o perché non emettono radiazione luminosa
(come pianeti, buchi neri ecc.) o perché costituite da particolari
particelle ipotizzate ma ancora mai scoperte. La presenza di questa materia
oscura è accertata dagli effetti indiretti che essa produce sulla
materia visibile circostante; tali effetti sono infatti sempre di tipo
gravitazionale usuale, quindi possono essere studiati con semplicità.
Un effetto di questo tipo è quello che coinvolge alcune galassie
a spirale, che in base ai calcoli teorici si dovrebbero disgregare sotto
l’effetto della forza centrifuga prodotta dai bracci esterni in
movimento rotatorio, se non si ipotizzasse la presenza di materia oscura
che ferma tale disgregazione trattenendo i bracci con la sua forza gravitazionale.
L’osservazione di migliaia di galassie, effettuata per una parte
importante grazie al telescopio spaziale orbitante Hubble, ha permesso
di realizzare una mappa tridimensionale che stima il contenuto della materia
e dell’energia presente nell’Universo. I risultati sono i
seguenti: l’energia oscura occupa circa il 70% dell’Universo,
la materia oscura il 25% e la materia visibile soltanto il restante 5%.
Gli effetti indiretti che produce la materia oscura sono molto importanti
per studiare le proprietà dell’Universo. In particolare,
si spera di ottenere buoni risultati dall’effetto di lente
gravitazionale. Si tratta di un fenomeno simile alla distorsione che
si verifica quando la luce attraversa una comune lente di vetro o di plastica.
Nel caso dell’Universo, la luce proveniente da galassie lontane
è distorta dagli agglomerati di materia che si interpongono tra
tali galassie e l’osservatore. Studiando in dettaglio questa distorsione,
si ottengono informazioni sulla massa della struttura che la luce attraversa
e sulla distanza tra l’osservatore, questa struttura e la galassia
che emette la luce.
Tornando all’energia oscura, da non confondere con la materia oscura,
c’è da dire che spesso l’ipotesi della sua esistenza
è messa in relazione con un’ipotesi che formulò Einstein
all’inizio del secolo per giustificare lo stato dell’Universo,
che allora si pensava fosse statico. Nella sua teoria della relatività
generale, Einstein aggiunse allo scopo una costante cosmologica che doveva
controbilanciare la tendenza dell’Universo a contrasi su sé
stesso a causa della presenza di massa, con un’azione di tipo repulsivo,
appunto come quella dell’energia oscura. C’è da tenere
presente però che, anche se alla fine l’intuizione di Einstein
si è rivelata corretta, essa era stata introdotta per giustificare
un’idea sbagliata.
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