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27/03/15

Io avrei una risposta… **

La ricerca svolta su 72 galassie vuole studiare come si modifica la materia oscura di galassie che si siano urtate tra loro. Come un dato di fatto sicuro si dice che le galassie sono formate da gas (OK), da stelle (OK) e, ovviamente, da tantissima materia oscura (?). Cosa succede dopo lo scontro?

Beh… le stelle passano quasi indenni, a parte la frizione causata dal gas; il gas risente pesantemente della mutua gravità e degli scontri tra le sue particelle; la materia oscura, invece, sembra che non subisca assolutamente niente. Ossia pur essendo formata da materia sembra che non subisca collisioni e nemmeno mutua azione gravitazionale: quella era e quella rimane. Fa un po’ come le stelle, ma non perché è composta da oggetti sporadici e lontani, ma per chissà quale strana ragione dovuta, ovviamente, alle particelle che la compongono. Dovrebbe, infatti, comportarsi come il gas che si urta, ma invece non lo fa: le particelle devono essere molto strane!

Leggetevi l’articolo e fate attenzione a questa serie di frasi: “… Gli autori hanno proposto due possibili scenari: nel primo, si suppone che le particelle di materia oscura interagiscano in maniera frequente ma subiscono una minore variazione di velocità; nel secondo, si assume che esse interagiscano raramente subendo una maggiore variazione di velocità. Nel primo caso, la materia oscura dovrebbe rallentare subito dopo la collisione, poiché le frequenti interazioni tra le particelle dovrebbero causare una ulteriore “resistenza”. Nella seconda ipotesi, la materia oscura potrebbe essere diffusa durante l’interazione e perciò essere dispersa nello spazio. Tuttavia, e con grande sorpresa, gli scienziati hanno scoperto che la materia oscura di un ammasso attraversa indisturbata, e senza interagire, quella dell’altro ammasso. Ciò implica che le particelle non interagiscono con sé stesse altrimenti tale processo determinerebbe un rallentamento del moto associato alla materia oscura…”

Scusate nuovamente la mia ignoranza… ma esiste una terza possibilità: “La materia oscura non esiste e di conseguenza non può certo interagire con se stessa.”

Quando si studierà e si capirà la gravità sotto un ottica quantistica io penso che la materia oscura si dissolverà come la nebbia mattutina. Resto comunque troppo ignorante per competere con gli scienziati … oscuri!

Articolo di media INAF

22 commenti

  1. Mario Fiori

    Mi associo abbondantemente con l'ultima ipotesi...che è sicuramente la sintesi delle due proposte ed un bambino sa' bene che 1 - 1 = 0.
    Hanno visto troppe volte Guerre Stellari i signori oscuri e si sono fatti prendere troppo dal...Lato Oscuro della Forza.

  2. Paolorid

    Caro Enzo, mi trovi pienamente d'accordo, secondo me hai inquadrato il problema in modo efficace. È inutile continuare a fantasticare sulla materia oscura finché non avremo una teoria completa della gravità!

  3. Antonio

    Caro Professore,
    leggendo l'articolo INAF mi è sorta una domanda.
    Ma le foto che mostrano lenti gravitazionali presumono la materia oscura? Io, senza entrare nel merito massa oscura si/no, ho sempre inteso che la massa (materia comune che compone stelle e gas) di galassie etc tra gli oggetti che si osservano a mo di archi fosse sufficiente a spiegare il ffenomeno (come la massa del Sole nella famosa oosservazionedurante l'eclisse di iinizio secolo). Sbagliavo?

  4. gioyhofer

    Esatto Enzo, non si contempla nemmeno per un attimo che la materia oscura non ci possa essere... Si da per scontato che ci sia a priori.
    Ma allora, la discordanza che troviamo ad esempio, tra le osservazioni ed i calcoli delle masse delle galassie non si potrebbero semplicemente rintracciare nei limiti degli strumenti di osservazione???

  5. Daniela

    Condivido l'osservazione di Giorgia: è un dubbio che, nella limitatezza della mia conoscenza in materia, ho sempre avuto anch'io!
    In fondo, nessuno hai mai pesato fisicamente una galassia per confrontare la massa effettiva con quella ottenuta tramite calcoli teorici... :-|

  6. Dite cose giuste e sagge. La massa delle galassie viene calcolata facendo varie ipotesi che potrebbero anche essere sbagliate. Così come le lenti gravitazionali danno un'idea della massa della lente, ma se si impone a priori che il 90% sia massa oscura è chiaro che le cose non tornano. Troppe incertezze in certi dati per poter volere a tutti i costi un qualcosa che continua a mostrarsi sempre più improbabile. Non vorrei che anche la materia oscura funzionasse come il GW: se non ce la metti dentro non arrivano i fondi... E Antonio non sbaglia... il Sole non ha bisogno di materia oscura... e nemmeno Mercurio.
    Mah... può darsi che siamo noi a sbagliare, ma fino a che non arriva questa particella fantomatica preferisco dubitare. Sperando che non la creino teoricamente dicendo che è impossibile materializzarla e il serpente continuerebbe a girare su se stesso.

  7. Gaetano

    Enzo, però tutti i calcoli si basano sulla Relatività Generale e senza Dark Matter i conti non tornano. Io sono più pragmatico e aspetto. Questo PDF sembra dia delle speranze: http://arxiv.org/pdf/0802.0702v2.pdf

  8. Alvermag

    Bravo Gaetano, condivido il tuo pragmatismo e poi, diciamo la verità, la DM è piuttosto ... intrigante!

    Però, a dire il vero, sono molto attratto anche da una diversa dipendenza della gravità dalla distanza. Sappiamo che l'interazione gravitazionale è funzione del quadrato della distanza; ma questo vale fino a quale distanza? Se noi osservassimo solo la parte terminale della curva, quella cioè che compete a distanze brevi su scala cosmica?
    Forse la curva completa è più complessa ed esprimibile con una funzione di R non così semplice ....

    P.S.:
    Purtroppo Enzo, devo porre in forma dubitativa quelle che sono verità acclarate nel mio mondo. Un saluto da un

    AL-ieno
    VER-amente
    MAG-ico

    Chiaro no?

  9. caro Gaetano, stiamo attenti che a volte i conti non tornano se si inseriscono variabili ad hoc per non farli tornare. Non so... sarà perché se ne parla troppo e male, ma la DM mi sta un po' antipatica e preferisco pensare a una gravità leggermente diversa a grandi distanze o a tanta massa che non si riesce a vedere... Sempre pronto ad accettare le prove osservative, ovviamente... Umiltà innanzitutto!

    Ma questi alieni non avevano abbastanza spazio nel loro mondo???? :mrgreen:

  10. Alvermag

    Ah ah caro professore,
    vedo che condivide l'idea di una gravità modificata ..... bene, molto bene!

  11. Beh... l'ammetto... ho tanti amici alieni meno misteriosi e più ciarlieri... :roll:

  12. Gaetano

    Quando parlate di gravità modificata vi riferite a questa: http://it.wikipedia.org/wiki/Teorie_MOND

  13. Alvermag

    Ciao Gaetano,
    ti consiglio di leggere un paio di articoli di Enzo sulla MOND.
    Si tratta di:

    - MOND contro la materia oscura (del 16.03.13)
    - La legge di gravità modificata prevede esattamente le osservazioni di dieci galassie nane (del 01.09.13).
    Furono entrambi pubblicati su astronomia.com ma penso si trovino anche su L'infinito teatro del cosmo.

    Siccome non riesco ad usare questi trabiccoli terrestri che chiamate computers (come sai io sono un alieno) non ho potuto rintracciarli. Magari sei più bravo di me (non ci vuole molto per la verità :roll: !).

  14. Paolo

    Caro Enzo, mi sembra che la discussione sulla DM sia complessa e tutt'altro che chiusa (nel senso che la DM è ancora lontana dal potersi presentare come scontata e data per certa)

    Per quanto riguarda la teoria della Materia Oscura, questa comunque nasce poiché sono sorti alcuni problemi piuttosto seri.

    Io ne elenco quattro:
    Discrepanza tra velocità di recessione delle stelle ai “bordi” delle galassie e massa “visibile” presente nella galassia;

    Curvatura del tessuto spaziotemporale con conseguente fenomeni di lenti o microlenti gravitazionali e quantità di materia visibile presente che dovrebbe determinare tale deformazione;

    Processo di formazione delle macrostrutture dell'universo e densità della sola materia barionica stimata che sembrerebbe insufficiente;

    Struttura dell'universo (osservabile, ovviamente), con nodi e filamenti;

    In fin dei conti l'ipotesi che tali fenomeni siano dovuti a una quantità di materia non stimata (visibile) nasce da qui.

    Tra le varie ipotesi, mi sembra che quella più in voga, sia che tale materia mancante sia composta da materia non barionica, tra cui si ipotizzano particelle non caratterizzate dall'emissione di radiazioni elettromagnetiche (e dall'interazione con altre particelle), ma capaci di esercitare attrazione gravitazionale su larga scala (bassa densità su scala locale).

    La dimostrazione dell'esistenza di tali particelle al momento mi sembra ancora lontana e le presunte proprietà di tali particelle (WIMP) sono "ricamate" sui fenomeni che dovrebbero produrre o non produrre.

    Mi sembra, però, che anche le teorie MOND (che affrontano le anomalie riscontrate non come massa mancante, ma come un comportamento del campo gravitazionale) presentino diverse falle.

    Se non ho compreso male, tali teorie potrebbero anche fornire una risposta al primo problema, ma non agli altri tre.... o sbaglio?

    In sintesi la mia modesta opinione è che la discussione sia tutt'altro che chiusa come d'altronde non è chiusa nemmeno la discussione sulla gravitazione (la grande incompresa nella meccanica quantistica), per cui posso solo cercare di intuire cosa propongono diverse teorie, in attesa di qualche elemento concreto in più.

    Paolo

  15. Paolo

    :oops: ma quale velocità di recessione, velocità di rotazione delle stelle... :oops:

    Paolo

  16. caro Paolo,
    hai fatto un ottimo sunto del problema.

    In realtà la DM è nata sicuramente perché sono sorti problemi non indifferenti su vari processi, in cui, però, gioca un ruolo fondamentale la massa e di conseguenza il suo effetto più immediato, ossia la gravità. In poche parole, vi era un problema di massa mancante. Doveva esserci, ma non si vedeva.

    Fin qui tutto bene e anche il tentativo di spiegarla con materia esotica. Analogamente, niente di male a cercare di spiegarlo anche con una legge di gravità modificata. Due teorie che faticavano e faticano a trovare risposte nelle osservazioni. Ciò che non mi trova molto d'accordo è il fatto che una delle due ipotesi, la prima, non solo sia diventata la più seguita (e fino a qui niente di male), ma sia stata presa sotto molti punti di vista come una "certezza" e applicata ai modelli che alla fine dovrebbero proprio dimostrarla. E qui il serpente si morde la coda. Se io ipotizzo a priori che in una galassia c'è un TOT di materia oscura e quindi correggo la massa conseguentemente, non posso certo pretendere che alla fine quello stesso modello mi serva a dimostrare la materia oscura. Spesso, purtroppo si fa proprio questo!

    I veri esperimenti di laboratorio e astronomici, quelli che dovrebbero identificarla al di fuori di ogni sospetto, cadono sempre, però... Come quello appena descritto. Viene ipotizzata la materia oscura e poi si vuole vedere come si manifesta. Un ottimo sistema, ma -come sempre- la manifestazione porta a un nulla di fatto e si ripiega su spiegazioni contorte pur di non abbandonare un qualcosa che continua a non dare segni di sé, nemmeno esotici... Non parliamo, poi, di quelli di laboratorio.

    Continuo a sperare di vedere qualche conferma, perché solo così sarà logico e fruttuoso creare modelli con DM sempre più elaborati. Al momento, mi sembra un enorme castello di carte che crollerebbe con una pur minima vibrazione del tessuto di fondo, la gravità appunto...

    Non penso nemmeno che MOND sia la spiegazione ideale. E' un tentativo come altri che, però, si rifà a una legge fisica reale e non esotica e che non viene, almeno, propinato in tutte le salse e utilizzato per dimostrare se stesso.

    Il vero grande problema dell'Universo è questa doppia faccia delle interazioni della materia. Lì deve stare il punto chiave, dato che è proprio lì che ancora non si capisce qualcosa. La DM, come la DE e molte altre cose meno celebri, sono, secondo me, effetti "secondari" di un processo o di una relazione ancora sconosciuta. Gravitoni o non gravitoni questo è il problema. Ben venga, allora, una teoria come Nexus che con i suoi limiti cerca di andare a fondo. Non sarà il modo risolutivo, ma almeno ha scelto la giusta direzione... Quando la DM si chiamerà con il suo vero nome, cominceremo ad andare molto più d'accordo...

  17. Gaetano

    Due dubbi: Come si fa a parlare di bordo dell'universo;
    Come si tiene conto dei buchi neri nel calcolo della massa barionica.
    A me sembrano questioni molto complesse, ma forse mi sbaglio :mrgreen:

  18. Paolo

    Gaetano più che bordo dell'universo conviene riferirsi ai confini dell'universo osservabile (ossia alla porzione di Universo le cui informazioni sono accessibili.... ).

    Sulla stima della materia barionica la questione è più complessa, poi che la stima sia precisa è tutto da vedere , d'altronde è una stima...

    Enzo, ti dirò che la mia impressione è che il segreto sia nascosto nelle proprietà intrinseche del tessuto spazio temporale (dilatazione e/o contrazione) che interagisce con la materia, per cui mi piacciono molto i tentativi di indagare in questa direzione (vedi Nexus, per esempio).

    Forse indagando in tale direzione gli effetti che si attribuiscono alla DM e alla DE potrebbero avere la medesima origine, ma la mia è solo un impressione e null'altro.

    Paolo

  19. Gaetano

    Allora vedi, Paolo che il primo dubbio ha senso. Per un ipotetico Alieno che guardasse dal nostro confine osservabile verso di noi, saremmo per lui il bordo dove la gravità si modifica?
    Per il secondo accetto che sia una stima, anche se poi viene trattata come una certezza!

  20. Simone Lotti

    Un ciao a tutti.
    Io avevo visto un po' di tempo fa un video documentario dove spiegavano che dallo scontro di due galassie si era rilevato (non so come), che la corrispondente materia oscura degli ammassi non si scontra, ma diciamo che tira dritto e continua il suo moto senza essere modificata o interagire.

    Quindi la notizia non è proprio recentissima.

    Tra le vari ipotesi più o meno assurde una mi è rimasta impressa nella mente.
    Uno scienziato sostiene che in realtà la materia oscura non esiste, ma altro non è che l’influenza gravitazionale d un universo vicino al nostro.
    Non sto parlando di universi paralleli o realtà parallele, ma di un vero universo fisico reale (o più di uno) che si trova di fianco al nostro oltre i nostri confini, che avendo una massa e quindi una forza gravitazionale interagisce col nostro attirandolo.

    Una idea alquanto bizzarra ma forse non meno della materia oscura.

    Simone

  21. Paolo

    Scusa Gaetano non vorrei averti confuso le idee.

    Sul concetto di universo osservabile ti consiglio di leggere diversi articoli scritti da Enzo sui coni di luce.
    http://www.astronomia.com/2008/07/19/perche-il-big-bang-si-dovrebbe-vedere-dappertutto-2%C2%B0-livello/

    http://www.astronomia.com/2008/07/22/perche-il-big-bang-si-dovrebbe-vedere-dappertutto-conclusioni/

    http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2014/10/29/un-riassunto-grafico-per-i-piu-bravi/

    Mi limito a dire due cose, che forse sono state fraintese.
    La prima è che per osservare qualcosa la luce deve avere il tempo per raggiungerci (possiamo vedere cosa è accaduto nel passato, ma non cosa accadrà nel futuro), per cui per vedere omini (con il relativo scarto temporale) si devono intrecciare i nostri coni di luce.

    Non ci sono bordi la cui gravità è deformata, ci sono porzioni di spaziotempo caratterizzati da una certa distribuzione della materia.

    Per esempio, se prendi una certa porzione di universo (quindi un certo volume) e misuri la quantità di emissioni “luminose” ad esso riconducibili, puoi provare a stimare la densità della materia presente e la sua distribuzione.

    Ovviamente la cosa è più complessa, ma spero che si sia afferrato il senso.

    Paolo

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