Varie Fisica
La fisica nella stampa quotidiana
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Dal BIG BANG alla VITA
Un fisico racconta come è nato e si è evoluto l'universo. Una storia avvincente raccontata da un esperto. Di Guido Cossard.
L'energia oscura
Tramite l'osservazione in galassie molto distanti di uno specifico tipo di supernovae (SN1a),definite candele standard per la accertata magnitudine assoluta, può essere calcolata la loro distanza dalla Terra.La velocità con cui queste galassie si allontanano può essere misurata dallo spostamento verso il rosso (red shift) della luce che riceviamo.Nel 1998 due gruppi di astronomi pubblicarono i risultati degli studi su eventuali anomalie nell'espansione dell'universo ottenuti mediante questa metodologia di lavoro.A differenza di quanto ipotizzato in base al rallentamento per effetto della gravità,le supernovae erano più distanti e quindi l'espansionedell'universo in fase d'accelerazione.A partire dall'esplosione iniziale, il Big Bang, sino a circa 8 miliardi d'anni la gravità dovuta alla materia visibile ed oscura era la forza dominante nell'universo rallentandone l'espansione.Nel periodo successivo una sconosciuta forza repulsiva accellerò progressivamente ed in modo esponenziale un cosmo di aumentate dimensioni soppiantando la forza gravitazionale.Da allora l'energia oscura prese il sopravvento e l'accelerazione sta producendo l'allontanamento delle galassie nel vuoto cosmico.L'origine di questa misteriosa energia è ancora sconosciuta.Si ipotizza che possa essere correlata alla costante cosmologica.Vale la pena ricordare che nella teoria della Relatività Speciale materia ed energia sono equivalenti: massa ed energia sono in realtà legati dalla relazione E = mc2. E'stato stimato che l'energia oscura domina il contenuto energetico dell'Universo per il 70%.Il restante 30% è dovuto alla massa.Queste misure sembrano trovare conferma dalle misure del fondo cosmico di radiazione a microonde.
La materia oscura
Per comprendere il concetto di materia oscura e l'importanza che riveste nell'architettura ed il destino futuro dell'universo dobbiamo fare un viaggio a ritroso nel tempo sino ai primi anni trenta del secolo scorso.Furono infatti gli studi e le osservazioni effettuate dagli astronomi Zwicky nel 1933 e Smith nel 1936 a prospettare per la prima volta la presenza nel cosmo di una notevole quantità di materia invisibile definita successivamente 'oscura'.Analizzando grandi gruppi di galassie quali la Chioma di Berenice e la Vergine comparò la massa calcolata in base alla luminosità con quella ottenuta dalla misura della dispersione delle velocità individuali accorgendosi di una notevole discrepanza :la massa dinamica era 400 volte superiore rispetto a quella calcolata attraverso la luminosità.Non essendo la materia visibile composta da barioni in grado di mantenere le galassie integre doveva esistere un'ipotetica materia non visibile in grado di generare l'effetto gravitazionale necessario.Fu successivamente definita oscura in quanto non emettendo radiazioni elettromagnetiche non poteva essere rilevata a livello spettroscopico.Solo negli anni 70 tuttavia ,grazie a dati sperimentali più attendibili,un numero maggiore di galassie analizzate e studi dettagliati della dinamica stellare,la comunità scientifica cominciò a prendere atto di questa nuova visione cosmologica.Le misurazioni attuali indicano che la materia oscura costi- tuisce circa il 23% dell'energia dell'Universo e circa l'85% della massa. Si suppone che il 90% della massa oscura sia non barionica, composta da particelle definite WIMP(Weakly Interacting Massive Particles) come i neutrini ad esempio.Un ulteriore prova dell'esistenza della materia oscura è fornita dal concetto di lente gravitazionale.La massa visibile delle galassie, insufficiente per deviare la luce, addizionata alla non visibile ottiene questo effetto.Dagli anni 90, anche per merito del telescopio spaziale Hubble in grado di sondare in profondità e nel dettaglio stelle e galassie ,gli studi e le ricerche hanno subito un ulteriore accelerazione.