Mar 31

Il punto sulla materia oscura rimane un punto … matematico *

Il titolo richiama il concetto di punto matematico e di punto fisico. Possibili evidenze continuano ad apparire, ma nessuna riesce veramente a quantificare ciò che si sta cercando. Sembra che per tanto che si cerchi di avvicinarsi a questo punto fondamentale della storia dell’Universo, esso continui a sfuggire e ad allontanarsi, come quando si cerca di andare verso un limite matematico. La tartaruga continua a vincere.

Forse il paragone non è perfettamente azzeccato, ma in qualche modo  si avvicina molto. In modo più intuitivo si potrebbe dire che qualsiasi nuova evidenza si trova, esiste sempre una qualche altra possibilità che possa spiegarla (esiste un numero epsilon piccolo a piacere tale che… ). O almeno, al di là di tante frasi e parole, non vi è ancora niente di concreto.

Qualcuno potrebbe dire: “Ovvio! Se è oscura non si può vedere!”. Potrei rispondere facilmente: “Anche i buchi neri sono neri, eppure sono stati osservati, almeno indirettamente, e non ammettono alternative”. Lo stesso successo non si è avuto per la materia oscura. Tutti tentativi fatti per evidenziarla hanno portato a risultati negativi che possono essere visti come bicchieri mezzi pieni o mezzi vuoti. Gli ottimisti li interpretano come “nessuna nuova buona nuova”, ossia non si è trovato niente, ma questo fatto non implica la non esistenza. Insomma, anche senza trovare il cadavere si può sempre pensare che vi sia stato un assassino. Altri (forse pochi, ma chissà…) pensano, invece, che il non trovare un cadavere potrebbe anche far pensare che non esista nessun omicidio. Magari solo una sparizione motivata da ben altre ragioni.

Torniamo al Simposio. Le speranze più grandi erano legate alle osservazioni del satellite Fermi. Si sperava in un’interazione tra materia normale e materia oscura, visibile nei raggi  gamma. Purtroppo, nessun risultato, ma una porta aperta sul fatto che un risultato nullo non può escludere l’interazione, forse più sottile di quanto sperato. Analogo discorso si fa negli studi eseguiti nei laboratori dove si studiano le particelle. Nessuna conferma, ma forse non è ancora stato raggiunto il limite di rilevabilità. E via dicendo. Si sono presentati nuovi esperimenti che sicuramente aumenteranno la raffinatezza delle misure,  sperando che sia la volta buona. Insomma, un po’ come cercare di trovare la fine del numero e

Uno dei grossi problemi “politici” collegati all’energia oscura (sorella, in qualche modo, della materia oscura), è il Premio Nobel assegnato per l’accelerazione dell’espansione universo. E' stato assegnato un Nobel per una ricerca che diventa veramente fondamentale solo se l'energia oscura esiste. Altrimenti sarebbe ancora tutta da spiegare e forse il Nobel prematuro… Ricordiamo che Einstein non ha avuto il Nobel per la teoria della relatività, proprio perché mancavano prove definitive.

Ammetto di aver presentato le cose in modo un po’ troppo “soggettivo”. Abbiate pazienza, ma è un difetto comune ai planetologi. Noi, nella nostra vita scientifica, abbiamo poco spazio per le formulazioni teoriche troppo spinte  e prive di basi concrete. Qualsiasi tentativo di spiegazione avventata sarebbe confermata o distrutta dalla prossima missione spaziale. I pianeti e i corpi minori sono troppo vicini e facilmente analizzabili. Prendete quanto sto dicendo solo come una provocazione fine a se stessa. Se domani pubblicassi una teoria matematicamente ineccepibile che mostri che le galassie ancora invisibili abbiano tutte la forma di enormi piramidi, ci vorranno anni  e anni per dimostrare che i miei conti avevano un baco da qualche parte. Se, invece dico, che una cometa è fatta di marmellata di lamponi, sarò smentito nel giro di qualche giorno… E’ il destino di noi planetologi come avevo detto apertamente a Riccardo Giacconi, Premio Nobel per la fisica, quando ci aveva accusato di ragionare troppo "con i piedi per terra".

A parte esempi esasperati e poco scientifici, resta il fatto che le conclusioni del Simposio sono quelle che ho riportato, anche se condite di grandi attese e di speranze. Che dirvi. Io non sono contro la materia oscura. Anzi, sarei ben contento che finalmente si scoprisse questa particella così timida ed elusiva. In fondo, sarebbe molto utile per spiegare molte problematiche ancora aperte. Tuttavia, non vorrei che la ricerca spasmodica di una specie di Sacro Graal (o dell’ultimo decimale del numero e) convogli troppe forze mentali (e finanziarie) verso una sola direzione, mediaticamente e professionalmente molto più remunerativa…

Per saperne di più (e in modo meno soggettivo...), potete andare QUI

32 commenti

  1. beppe

    Sono convinto che la materia oscura sia composta da teiere di Russel, e che l'energia oscura è prodotta quando esse bollono...

  2. il vecchio Bertrand spesso  ci azzeccava... :mrgreen: 

  3. Pier Francesco

    La materia oscura è come l'etere: ci doveva per forza essere, altrimenti come avrebbero fatto le onde a propagarsi? :mrgreen: :mrgreen:
    Dai e dai, un giorno scopriremo che tutte le nostre idee sulla gravitazione erano un po' imprecise e chissà cosa verrà fuori, quali strane cause scopriremo per l'andamento dell'Universo!
     
    Se le comete sono fatte di marmellata di lamponi, spero vivamente che la Terra ne venga colpita da un imponente sciame... :-D :-D Bisonga organizzare subito una missione spaziale verso la nube di Oort per andarle a recuperare.

  4. golosone!!!!! magari ti mangeresti tutta la Halley da solo...:

  5. Mario Fiori

    Materia oscura, energia oscura, personalmente penso che si rischiareranno quando avremo approfondito ulteriormente lo studio della MQ, ci saranno sorprese di sicuro.

  6. Supermagoalex

    Chissà che dal CERN possano arrivare buone news nei prossimi mesi!

  7. Mirko

    Questo blog mi sta dando un sacco di soddisfazioni, ci sono un sacco di argomenti interessantissimi :) ma cos'è di preciso questa materia oscura? Non c'entra coi buchi neri giusto?

  8. Eh, no, caro beppe! La materia oscura è costituita da un'unica superluminare araba fenice.
    Altro che teiere.... :mrgreen:  
    @ Mirko: leggi QUI:wink:

  9. beppe

    Mi piace l'accostamento della materia oscura all'araba fenice, non ce la leveremo mai di torno. Bisogna provare con i panni in microfibra, con la polvere di casa mia fanno miracoli!  :lol: :lol:

  10. Lampo

    Io voto per i pianeti vagabondi!  :mrgreen:

  11. caro Mirko,
    eh... sarebbe bello saperlo! E' chiamata oscura proprio perché non emette informazione e quindi deve essere composta da "particelle" che ancora non conosciamo. Nei buchi neri, invece, sappiamo che cade materia "normale" ma che non riesce più a mandare informazione a causa della gravità che blocca qualsiasi emissione (anche quella della luce). Sono quindi oscuri, ma si sa perché...
    L'unico segno della materia oscura è il fatto che causa attrazione gravitazionale. Deve perciò avere massa, ma ...  :roll:

  12. gioyhofer

    La materia oscura è quella materia che manca alle Galassie perchè possano rimanere insieme, dato che la sola masssa delle stelle visibili non è sufficiente a questo scopo, giusto? E poi le stelle che sono alla periferia della Galassia dovrebbero ruotare molto più lentamente di quanto facciano in realtà... Non può essere già questo un primo modo per dimostrare l'esistenza di questa materia oscura??? Oppure dovrebbe in qualche modo emettere una qualche radiazione per essere considerata materia? E se fosse composta da neutrini che per definizione non hanno massa?

  13. Non è proprio così Giorgia... la materia oscura non aiuta a stare insieme le galassie, ma sembra aumentare la gravità degli ammassi galattici. La rotazione leggermente discorde dalle previsioni potrebbe anche dipendere da una legge gravitazionale che varia leggermente a grandi distanze (ne avevo già parlato non da molto) o da massa scura, ma solo perché non riusciamo a vederla non perché non sia possibile vederla...
    Insomma, potrebbe esistere, ma le prove univoche non ci sono ancora... 

  14. teto

    perchè sarebbe prematuro il nobel per la scoperta dell'espansione dell'universo? Non è un fatto? (che poi sia dovuto alla materia oscura è un altro conto)

  15. mah... sai, Teto, è stato dato con grande impeto proprio perché in qualche modo confermava l'energia oscura. Non so se sarebbero stati così pronti se non ci fosse stata lei dietro... Ancora qualche dubbio esiste... ma è una mia "sensazione"... niente di più...

  16. teto

    Una parte della materia oscura potrebbe essere causata da nane brune? (O anche tutta anche se mi sembra impossibile)
     

  17. alexander

    caro Enzo, a proposito di materia oscura ho visto un documentario in cui si ipotizzava che questa sia al di fuori della nostra percezione perche' intrappolate in extra dimensioni.
    non l'avevo mai sentita dire e in piu, sulle extra dimensioni, avevo sentito dire che la comunita' scientifica le ritengono di grandezza enormemente inferiore a qualsiasi particella subatomica che conosciamo...
    Enzo che ne dici, e' un'ipotesi che sta in piedi oppure e' la solita bufala televisiva?
     

  18. caro teto,
    nane brune, pianetoni e altro ancora può contribuire in modo veramente irrilevante. Più interessante sapere la vera quantità di gas non ionizzato che esiste tra galassia e galassia e tra ammasso e ammasso... ne sappiamo ancora poco...
    caro Alex,
    dunque ci sono teorie in tal senso. Una è quella che legherebbe la gravità a un qualcosa che sta in una dimensione superiore e che potrebbe vedere la materia oscura in qualche modo coinvolta... ma ne so poco a riguardo (sono solo ipotesi nemmeno troppo matematiche , ma più che altro giochi di prestigio). Del fatto che la gravità possa essere una rappresentazione in 4 dimensioni di un qualcosa che la controlla nelle 5 avevamo già parlato qualche tempo fa.
    L'idea di particelle piccolissime è anche presa in considerazione e ha qualche fondamento teorico, ma ci si ferma lì... Direi che sarebbe meglio sapere prima che cosa si sta veramente cercando. Conosciamo qualche possibile effetto che però potrebbe anche avere altre cause. 

  19. beppe

    Se si conoscesse la massa reale dei neutrini...  E' senz'altro irrisoria, ma sono proprio tanti nell'Universo!!
     

  20. Supermagoalex

    Qua si parla di un eccesso di raggi gamma rilevati nel centro galattico, che può essere spiegato da alcune forme di materia oscura:
    http://www.nasa.gov/content/goddard/fermi-data-tantalize-with-new-clues-to-dark-matter/index.html#.Uz2ZLah_sue
     

  21. caro Alex.
    così dicono... anche se i dati Fermi sembravano non avere eccessi (prima).  Mah... stiamo a vedere, anche perché si dice, tra l'altro:" they note that plausible alternatives not requiring dark matter may yet materialize."

  22. lucianodev

     Enzo, mi pare di capire che alla fine della fiera il problema di fondo resta ancora legato alla forza di gravità. 
    Per far tornare i conti, visto che in questo caso il prodotto è di gran lunga superiore alla somma degli elementi, si ipotizza l'esistenza di questa fantomatica materia oscura.
    Non è una contraddizione al metodo scientifico moderno per un ritorno al sillogismo aristotelico? :-?
    Mi associo a Supermagoalex quando guarda al CERN: e se la soluzione al problema venisse dall'infinitamente piccolo tramite LHC?
    Forse la chiave del mistero è riconsiderare il modello Standard 
    E' il migliore schema teorico che abbiamo, e inquadra in un'unica visione tutta la realtà': dalle particelle che la compongono (comprese quelle instabili create negli acceleratori di particelle) alle forze che le danno forma. Eppure il Modello Standard non soddisfa i fisici.
    Lo considerano un utile schema teorico, ma sono sicuri che non sia completo.
    I difetti di questa teoria sono molteplici. Per esempio, non spiega perché ci sono tre e solo tre famiglie di particelle, ne' garantisce il fatto che queste particelle siano veramente "elementari" (potrebbero essere composte da altre entità').
    Non descrive il comportamento della materia nelle condizioni più' estreme che si verificano nell'universo.
    E, soprattutto, non è' in grado di spiegare la forza di gravità'
     
     
     

  23. caro Luciano,
    dici bene in via di principio. Più entriamo nel microcosmo è più i problemi diventano giganti... Rivedere un modello, però, è qualcosa che si può fare lentamente, a mano a mano che si riesce a vedere qualcosa in più... Molte cose tornano benissimo e altre si scoprono perfettamente in linea con certi concetti nati teoricamente. La materia oscura potrebbe veramente essere associabile a particelle ancora sconosciute, ma... bisogna accontentarsi di teorie molto deboli, dato che le uniche possibili conferme seguono perfettamente le caratteristiche della gravità. Potrei pensare che la scoperta delle particelle portatrici della gravità potrebbero anche gettare luce sulla materia oscura. Magari molte di queste sono invisibili per certe loro caratteristiche? E quindi la materia oscura fa parte della gravità stessa e la deformazione dello spazio-tempo va leggermente (o molto) cambiata, sulla base di questa componente della gravità. Logicamente potrebbe anche stare in piedi. La fantasia corre subito, ma va tenuta un po' a freno (non troppo, ma un po' sì). Per adesso la relatività la controlla benissimo, ma nemmeno Einstein, probabilmente, si arrabbierebbe troppo se si scoprisse che la sua deformazione spazio-temporale dovesse tenere in conto una massa invisibile ma reale. In fondo, non cambierebbe la sua teoria, ma solo le quantità in gioco. Tuttavia, io sono per adesso molto scettico, dato che le osservazioni pongono solo un problema, ma nessuna vera via d'uscita concreta e legata a qualche cosa di controllabile e descrivibile. E' un po' come se credessimo ai multiversi solo perché teoricamente i buchi neri permettono di finirci dentro (sotto certe condizioni peculiari). 
    Sai... un grande astronomo di qualche decennio fa aveva detto: " Noi cerchiamo di capire l'Universo e i suoi processi al pari di un uomo che non si è mai mosso da casa e che si affaccia dalla finestra di un palazzo di venti piani nella periferia cittadina e pretende di spiegare la Terra e i suoi processi". Ad esempio, se abitasse vicino all'equatore, non immaginerebbe nemmeno che possa esistere la neve... Deve aspettare un evento eccezionale... o crearla nel suo laboratorio di casa... ma dovrebbe sapere che cosa vuole trovare e  il serpente si morde la coda...

  24. lucianodev

    Accidenti, hai ragione Enzo, mi sa che anche questa volta dovremo attendere che il fato ci conceda un regalo, a ennesima prova che tante grandi scoperte sono avvenute per caso.
    Però, e qui lascio per un attimo correre la fantasia, se la gravità fosse il risultato, l'effetto di quanto accade nel nostro Universo quadridimensionale, di particelle chiamiamole gravitoni, che esistono in un dimensione superiore... Queste ultime non le rileveremmo mai.
    Come un'ombra lunga generata da una matita tridimensionale sul foglio bidimensionale. C'è, si vede, la temperatura del foglio nella parte in ombra è sicuramente inferiore della parte illuminata, ma nessuno dei Supereroi disegnati sul foglio potrebbe vedere la matita.
    Accidenti!
     

  25. beppe

    Caro Luciano, mi piace molto il tuo esempio della matita!
    Tutti quanti aspettiamo delle risposte.
    LHC, i super telescopi, internet ci hanno abituati male. Basta fare una domanda attraverso Google per avere 100, 1000, un milione di risposte.
    Forse occorrerebbe essere un po' più umili. 
    La scienza viaggia a piccoli passi salvo rare volte dovute ad una mente geniale che provoca un balzo.
    Se ci fosse stato il premio Nobel per la Fisica 1900 anni fa circa Tolomeo lo avrebbe vinto a mani basse.
    La Teoria del Modello standard è carente anche con il campo di Higgs, non spiega né la materia oscura né l'energia oscura, e la teoria delle stringhe o le teorie MOND per il momento sono solo delle teorie...
    Occorre ancora molto per arrivare alla teoria del TUTTO, e ciò non può che farmi piacere, almeno avrò da leggere e da pensare ancora per molti anni! 
    E noi avremo modo di conoscere sempre un po' meglio questo nostro meraviglioso Universo!!! 

  26. Lucianodev

    Vuolsi così cola' dove si puote ciò che si vuole?
    Ciao 

  27. alexander

    Non è che voglio fare il gufo ma l’idea del gravitone che vive in una extradimensione e che possa essere identificabile come una wimp mi lascia un po’ perplesso…
    L’unica base quasi solida che abbiamo sulla materia oscura sono le rilevazioni di anomalie gravitazionali che ci fanno presupporre che questa materia oscura formi una specie di reticolato nell’universo e che formi anche una specie di “guscio” all’interno del quale si sviluppano le galassie.
    Quindi ad una prima osservazione è un fenomeno comunque localizzato e non è presente in ogni angolo dell’universo.
    Il gravitone invece, essendo il portatore della gravità, è sicuramente presente in ogni angolo dell’universo e, sicuramente, anche sulla terra.
    Con l’osservazione diretta avremmo superato il problema, anzi forse non ci sarebbe neanche mai presentato…
    Inoltre il gravitone deve viaggiare alla velocità della luce (escludendo eventuali tunnel spazio temporali) e quindi per definizione dovrebbero avere massa zero.
    Infine, viaggiando alla velocità della luce, si disperderebbero nell’universo e difficilmente, credo, potrebbero creare strutture a reticolo come detto prima,…
     
    Invece sono più possibilista sulla loro possibilità di esistere anche in altre dimensioni.
    Una cosa simile l’aveva scritta anche Enzo parlando delle nuove teorie sulla gravità quantistica.
     
     
    Secondo me una extradimensione  in cui opererebbe la gravità (oltre che permetterci di capire la sua vera natura) potrebbe tornare utile anche per spiegare come mai questa ha un’intensità cosi eccezionalmente bassa rispetto alle altre forze fondamentali…

  28. cari ragazzi,
    ottime considerazioni che ci portano sempre alla questione di base: sappiamo ancora veramente poco dei costituenti fondamentali dell'Universo. Riusciamo a vedere l'opera finita, ma siamo ben lontani dal sapere di cosa è fatta realmente. La matita che disegna ha troppe dimensioni per essere vista e questo mi ricorda il libro flatlandia che ho letto poco tempo fa e che pone lo stesso problema condito con grande fantasia. Gravitoni, non gravitoni? le onde gravitazionali esistono e allora forse, ma, può darsi e via dicendo...
    Io ho un'ulteriore dubbio sulla materia oscura. Come tutte le sostanze dell'Universo, soprattutto quelle massive (e la materia oscura deve avere massa!) dovrebbe trovarsi dappertutto. Perché solo tra le galassie o chissà dove all'interno della galassia? La stanno cercando verso il buco nero centrale, quindi vuol dire che c'è ovunque... Tuttavia, non ho mai letto di una stella binaria o di un sistema planetario che abbia anomalie dovute a una extra massa. Eppure il 90% non è cosa da poco. Tempo fa qualcuno l'ha cercata nei dintorni del Sole, ma i risultati sono stati negativi. Insomma, sembra quasi che scappi da dove la cerchiamo. Boh... non ho diritto a dubitare più di tanto... però... :wink:

  29. alexander

    L'altro giorno ero sotto un ombrellone, ho guardato in alto verso il telo e ho visto un ramo con delle foglie appoggiato sulla parte superiore del telo stesso.
    A quel punto mi son detto: certo che se non avessi coscienza di quello che sta oltre il mio ombrellone farei veramente fatica a capire cosa in realtà si nasconde dietro quelle ombre che vedo sul telo e che ne deviano la forma.
    Poi , come in flatlandia, mi sono immaginato un abitante dello spazio bidimensionale del telo e a quel punto mi son  detto che sarebbe veramente stato difficile, anzi per me impossibile, capire che quella perturbazione che vedevo nel telo fosse una foglia e un ramo appartenenti ad una terza dimensione
    Sicuramente avrei pensato che esisteva una sorta di materia oscura che non riuscivo a vedere e che perturbava il mio "spazio tempo telo".
    Chissà, magari davvero succede che la materia oscura diventa la chiave per dimostrare l''esistenza di extradimensione scoprendo che essa  è solo un effetto in questo universo tridimensionale di una materia presente in una extrdimensione...
    Potrebbe essere qualcosa di molto molto abbondante ma magari molto meno "pesante" dell'idrogeno.
    In una situazione del genere potrei immaginare che funga da attrattore per la materia ordinaria che si addenserebbe all'interno di un guscio di materia oscura che, essendo più leggero, rimarrebbe appunto quasi totalmente esterno alla materia ordinaria (ovviamente in un'altra dimensione) 

  30. Valerio Ricciardi

    :roll:  Non è che niente niente invece di evocare per forza una ineluttabile (in assenza di alternative) materia oscura "tappabuchi" dall'entità (in senso quantitativo) estremamente elastica e adattabile, che interviene proprio quanto serve per far quadrare i conti, si farebbe prima ad ipotizzare che la Costante di Gravitazione universale non sia poi tanto tanto costante, ma sia soggetta a una variazione O nel corso tempo O secondo lo spazio O MAGARI un po' secondo tutti e due i parametri...

    ...quello che il bruco chiama "la fine del mondo" per il fotografo naturalista, è una farfalla...

    :oops: vabbé, oramai l'ho detto, non dovevo dirlo dato che non ne capisco nulla, fate finta che non abbia parlato, è una battuta da ombrellone con la birretta già sgasata e la Settimana Enigmistica già finita due volte, via...  

  31. davide1334

    enzo un chiarimento:aldilà del fatto della sua reale esistenza o meno,se prendiamo per assodato in qualche modo/forma la sua presenza,essa si troverebbe comunque solo correlata e in prossimità della materia ordinaria visibile?visto che spiegherebbe la velocità di rotazione delle stelle all'interno delle galassie(uguale sia al centro che in periferia),gli anomali effeti lente(tra un oggetto vicino e uno lontano) o la stessa inspiegabile coesione delle galassie all'interno degli ammassi/superammassi....è escluso che ce ne possa essere anche laddove non c'è materia visibile?
    quando nei "modelli generali" dell'universo si dice che vi è un 70% di energia oscura(fondamentalmente il vuoto,giusto?) un 25% di materia oscura e un 5% di quella ordinaria visibile ci si riferisce- per la materia oscura -solo alle incongruenze osservative sulla materia visibile o c'è dell'altro?

  32. dici bene Davide. La materia oscura sembra essenziale nella costruzione e nel mantenimento delle grandi strutture. Anch'essa segue, quindi, in qualche modo le disomogeneità del rumore di fondo.

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