Un nuovo studio sostiene che la materia oscura potrebbe essere comparsa prima del Big Bang

Se questa ipotesi dovesse trovare conferme, potrebbe implicare la necessità di escogitare modi nuovi per effettuare ricerche su questa misteriosa forma di materia

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la materia oscura è anta prima del big bang?

La materia oscura potrebbe essere il più grande mistero dell’Universo. Sappiamo che c’è qualcosa là fuori che fa muovere le cose più velocemente di quanto dovrebbero. Ma non sappiamo di cosa si tratta e sicuramente non sappiamo da dove provenga.

Secondo un nuovo articolo, le origini della materia oscura potrebbero essere più peculiari di quanto credevamo. Forse si tratta i particelle apparse qualche frazione di frazione di secondo, prima del Big Bang.

Questo non suggerisce solo una nuova connessione tra fisica delle particelle e astronomia; se questa ipotesi dovesse trovare conferme, potrebbe implicare la necessità di escogitare modi nuovi per effettuare ricerche su questa misteriosa forma di materia.

Se la materia oscura fosse costituita da particelle nate prima del Big Bang, potrebbero avere un’influenza decisiva sul modo in cui le galassie sono distribuite nell’universo“, ha detto l’astronomo e fisico Tommi Tenkanen della Johns Hopkins University.

Questa connessione può essere utilizzata per rivelare la loro identità e trarre conclusioni anche sui tempi precedenti al Big Bang“.

È tutto intrecciato con l’ordine degli eventi all’inizio dell’Universo, che di per sé è per noi un periodo di tempo completamente sconosciuto.

Pensiamo che ci sia stato qualcosa chiamato Big Bang, anche se sono ancora inc orso discussioni su come e perché è avvenuto. E pensiamo che ci sia stato qualcosa chiamato inflazione cosmica, un brevissimo periodo di tempo – una frazione di secondo così piccola da non avere un nome – in cui l’Universo è letteralmente esploso dilatandosi a dismisura.

modello di inflazione cosmica(Drbogdan / Yinweichen / Wikimedia Commons)

Sembra più generalmente accettato che ciò si sia verificato tra i 10-36 e i 10-32 secondi dopo il Big Bang. Il modello dell’inflazione assomiglia all’immagine sopra.

Ma alcuni scienziati, però, pensano che l’inflazione sia un evento accaduto poco prima del Big Bang, nel qual caso Big Bang diventa il nome dato alle condizioni dell’Universo proprio alla fine dell’inflazione.

In questa fase non abbiamo proprio modo di saperlo. Come ha detto il fisico teorico Avi Loeb, dell’Harvard-Smithsonian all’inizio di quest’anno, “la situazione attuale per l’inflazione è che è un’idea così flessibile, che non può essere falsificata sperimentalmente“.

La materia oscura – che, insieme all’energia oscura comporrebbe circa l’80 percento della materia e dell’energia nell’Universo – è talvolta considerata un prodotto del Big Bang.

Ma “se la materia oscura fosse veramente un residuo del Big Bang, in molti casi i ricercatori avrebbero già dovuto vedere un segnale diretto della materia oscura in diversi esperimenti di fisica delle particelle“, afferma Tenkanen.

Invece, i suoi modelli matematici suggeriscono che la materia oscura potrebbe essere un prodotto dell’inflazione cosmica. Non è la prima volta che questa idea è stata proposta, ma Tenkanen ha fornito i calcoli che la supportano.

E, se l’inflazione cosmica si fosse verificata prima del Big Bang, la materia oscura avrebbe potuto essere presente prima di quella barionica nella primordiale zuppa dell’universo.

Ciò suggerisce che le particelle scalari potrebbero portarci alla materia oscura. Queste sono particelle con una rotazione di zero e la teoria dell’inflaton – per cui un campo scalare ha guidato l’inflazione cosmica – suggerisce che sono state prodotte in abbondanza durante questo battito di ciglia di tempo.

Finora, abbiamo rilevato solo una particella scalare, il bosone di Higgs. Ma questo non sembra in grado di dirci molto sulla materia oscura.

Mentre la materia oscura è troppo sfuggente per essere trovata negli esperimenti sulle particelle, può rivelare la sua presenza nelle osservazioni astronomiche“, ha detto Tenkanen.

Potremo saperne di più sull’origine della materia oscura quando il satellite Euclide sarà lanciato nel 2022. Sarà molto eccitante vedere cosa rivelerà sulla materia oscura e se i suoi risultati potranno essere utilizzati per confermare questa teoria”.

È tutta roba molto teorica, ma è altrettanto valida di tante altre ipotesi sulla misteriosa questione che sta giocando un ruolo chiave nel modellare il nostro Universo. Sarà affascinante vedere come si svolgerà la ricerca della materia oscura nel prossimo decennio.

La ricerca è stata pubblicata in Physical Review Letters.