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14/04/15

La mappa della materia oscura: di bene in meglio…**

Poche parole per spiegare il concetto di fondo. Poi potremo anche entrare nei dettagli. Sappiamo benissimo che certe caratteristiche gravitazionali delle singole galassie e dei loro ammassi fanno pensare che ci vorrebbe molta più massa di quella osservata. Le ricerche locali per trovare questa massa mancante non hanno dato risultati degni di nota e la voglia di creare materia invisibile, capace però di agire gravitazionalmente, è stata subito forte, aiutata da una teoria sempre più “barocca” che, proprio perché senza blocchi osservativi particolari, poteva essere libera di sbizzarrirsi. L’importante era, in fondo, spiegare una gravità che non poteva esserci. Dovendo comportarsi come massa doveva anche essere formata da particelle. Purtroppo, si è trovato di tutto e di più, ma di questa particella nessuna prova. D’altra parte è invisibile oppure no?

Nel frattempo sembra che l’Universo abbia cambiato marcia e si sia messo ad accelerare. Tanto vale partire in quarta e attribuire questa evidenza osservativa all’esistenza di energia anch’essa oscura. Se le cose non si vedono hanno sempre un fascino particolare e permettono di sbilanciarsi senza molti rischi.

A questo punto, dal dire al fare il passo è breve. Tutto ciò che non torna perfettamente con i modelli attuali (e sono, ovviamente tanti i problemi, come sempre) viene attribuito a questo prezzemolo cosmico  e il passo da massa a energia oscura è sicuramente facile, dato che si sa molto bene che sono solo due aspetti di una sola realtà.

Non prendetemi alla lettera… ma è un po’ come se Newton, quando si è accorto che la mela cadeva per terra avesse deciso che esisteva una “mano” oscura che coglieva tutte le mele mature, oppure come se Einstein avesse deciso che la velocità della luce era costante perché esisteva un muro oscuro che la bloccava raggiunto un certo valore. Come ben sappiamo dalle teorie più fantascientifiche che tanto appassionano gli pseudo-amanti dell’Universo è molto facile inventare di tutto e di più quando non esistono prove osservative all’orizzonte.

E arriviamo alla ricerca più recente che sembra dare, finalmente, la prova definitiva dell’esistenza della materia oscura e, di conseguenza, anche all’energia oscura. Come non crederci, visto che è stata disegnata addirittura una mappa estremamente accurata?

Questa è la PRIMA mappa ottenuta dalla Dark Energy Survey e traccia la distribuzione dettagliata della material oscura su una vasta area di cielo. Come si fa a non credere a frasi così nette e precise? Non ci resta che accettare e ammirare incondizionatamente. Fonte: Dark Energy Survey
Questa è la PRIMA mappa ottenuta dalla Dark Energy Survey e traccia la distribuzione dettagliata della materia oscura su una vasta area di cielo. Come si fa a non credere a frasi così nette e precise? Non ci resta che accettare e ammirare incondizionatamente. Fonte: Dark Energy Survey

Di solito le mappe raffigurano caratteristiche esistenti e visibili e quindi… vediamo allora come è stata creata la mappa. Presto detto: attraverso l’effetto lente causato da masse enormi sulla luce proveniente da un Universo ancora più remoto. Studiando le deformazioni mostrate dalla luce si può risalire alle masse presenti nelle zone analizzate. Un risultato che farebbe sicuramente contento Einstein che l’aveva previsto solo attraverso il cervello.

Tuttavia, fermiamoci un attimo… la mappa non è quindi una mappa della materia oscura, ma una mappa della massa presente in certe zone di cielo. Una massa non osservabile con gli strumenti attuali. Chiamarla massa oscura è un passaggio del tutto arbitrario e un po’ di comodo. In fondo non molto diverso da quello che ha portato all’energia oscura che spinge l’Universo, ma che si basa solo su osservazioni indirette che prendono per buone certe regole delle più complesse e misteriose creature del Cosmo: le stelle in punto di morte!

Non solo però. Potrebbe anche darsi che la massa non basti a spiegare certe deformazioni troppo grandi e allora potremmo anche ricordare che la teoria di Newton è risultata perfetta (e lo è ancora) fino a che non si sono conosciute in dettaglio le particelle più piccole e veloci dell’Universo. Poi è subentrata la relatività che ci ha insegnato come anche la luce potesse risentire della gravità. Un enorme passo in avanti. Ma chi dice che deve essere anche l’ultimo? Chi ci dice che per poter spiegare anomalie successive non si possa ritoccare ancora una teoria che aveva già ritoccato, e come, il pensiero dei grandi Galileo e Newton? Un ritocco che non ha certo fatto fare a questi due geni la figura di sciocchi incompetenti. Così come Einstein non piangerebbe di certo se si capisse sempre meglio cosa succede ai limiti della luce e della materia. In fondo, l’avvento della meccanica quantistica potrebbe proprio dare le basi fondamentali per il nuovo salto, magari accontentando anche il dubbioso Albert.

Mi chiedo, quindi: “C’è veramente bisogno di materia oscura e di energia oscura? Non si potrebbe essere più umili e imparare dai grandi dl passato? Si è veramente studiato attentamente sia ciò che si osserva (vedi supernove) sia le regole che lo descrivono?”.

Purtroppo, la mappa della materia oscura esce fuori senza dire chiaramente cosa rappresenta. Cerca di buttare sotto al letto la polvere su cui è stata costruita. Leggiamo qualche riga dell’articolo uscito a riguardo su Media INAF, la più importante istituzione astronomica ufficiale d’Italia (non dimentichiamolo mai):

“… Gli scienziati della Dark Energy Survey hanno reso pubblico il primo di una serie di documenti con mappatura dettagliata della materia oscura nell’universo conosciuto. Queste mappe, realizzate con una delle più potenti macchine fotografiche digitali al mondo, costituiscono il più importante progetto di mappatura contigua, con un livello di dettaglio che promette di migliorare significativamente la nostra comprensione del processo di formazione galattica e il ruolo che la materia oscura ricopre…”

“…L’analisi della distribuzione e delle caratteristiche della materia oscura …. consentirà peraltro agli scienziati di sondare la natura misteriosa della cosiddetta energia oscura, che si ritiene possa essere causa dell’espansione dell’universo e della sua accelerazione…

Queste sono le prime frasi, quelle che dovrebbero dare l’idea generale e far capire il succo di tutta la problematica. Se ne deduce che la materia oscura esiste realmente, senza alcun dubbio, e che se ne è ottenuta una mappa accurata e sicuramente migliorabile. E, subito dopo, che tutto ciò , tra non molto, spiegherà molto bene anche l’energia oscura. Avremo, probabilmente, anche una sua mappa ultra accurata.

Volendo, però, le cose si chiariscono poco dopo:

“… è possibile avere immagini di altissima qualità e visualizzare in dettaglio gli effetti di lente gravitazionale causati dall’attrazione di curve di materia oscura che vanno a oscurare galassie lontane – è il modo in cui gli scienziati riescono a visualizzare un oggetto altrimenti invisibile anche agli strumenti astronomici più sensibili…”.

Notate una cosa molto interessante. Levate l’aggettivo “oscura” dalla frase precedente e tutto rientra in una visione del Cosmo molto meno eclatante e molto più normale.

E, infine, questa frase:

“…Le teorie più accreditate suggerisco che, dal momento che nell’universo c’è molta più materia oscura che materia visibile, le galassie debbano formarsi dove c’è maggiore concentrazione di materia oscura. «I dati che abbiamo fra le  mani, al momento, sono in linea con quella che è l’immagine attuale che abbiamo dell’universo», sottolinea Chang. «Ingrandendo la mappa, abbiamo misurato in che modo galassie di tipo diverso siano avvolte dalla materia oscura, e quale sia stata la loro evoluzione nel corso del tempo. E siamo ansiosi di utilizzare i nuovi dati per fare test più restrittivi sui modelli teorici»…”

Sembra di vedere un canguro… da come riesce a saltare in fretta alle conclusioni.  Le teorie ci dicono che esiste la materia oscura. Ne siamo così sicuri che siamo anche riusciti a mapparla accuratamente. Questa mappa deve quindi essere reale e deve quindi spiegare come si creano le galassie: altro che materia… ci vuole la materia oscura.

Cari amici, mi chiedo: “Chi glielo dice, adesso, al nostro Sole che la sua materia conta ben poco e che è stato costruito quasi soltanto con materia che non si vede ma che ci deve essere?” Materia strana, che costruisce e poi scompare, ma così è se vi pare…. Speriamo che non si arrabbi (il Sole, intendo…). Sto solo scherzando, ma se tanto mi dà tanto…

Non me la posso certo prendere con Media INAF che ha fatto il solito copia e incolla. Me la prendo, semmai, col fatto che non si legga mai una discussione un po’ più critica e non si noti una maggiore chiarezza nello spiegare i modi attraverso cui si è ottenuto qualcosa. Sembra di sentire le frasi fatte e ripetute sul GW: sempre le stesse senza alcuna riflessione. Un atto di fede da imporre al popolo, qualsiasi siano le ipotesi alternative. Non voglio nemmeno pensare che si preferisca dare al popolo una spiegazione basata sull’invisibile, proprio perché l’invisibile fa sempre più paura del visibile e la paura è l’arma migliore per imporre qualsiasi cosa.

Temo proprio che le supernove torneranno velocemente a far parte di una sola classe. E’ assurdo che cerchino di rovinare un così bel castello di carte!

Che dirvi? Queste sono frasi di un vecchio e antiquato brontolone che non vuole accettare una realtà che è cambiata nella sua essenza. Una realtà basata su imposizioni piuttosto che sul dialogo e sulla spiegazione.

In fondo, in fondo, spero tanto di essere smentito e di essere additato come un obsoleto pensatore, incapace di assorbire il progresso scientifico. Vorrebbe dire che la Scienza (o la scienza?) ha innescato una marcia in più e che non sono più in grado di seguirne il treno. Meglio così per i giovani. Vuol dire che mi limiterò alle vecchie certezze di personaggi come Newton, Einstein e Feynman e farò solo archeoastronomia. In fondo è sempre un argomento interessante…

14 commenti

  1. Mik

    Forse mi ripeto ma tutto ciò ricorda il dibattito scientifico di fine '800 attorno all'etere, sostanza magica altrettanto sfuggente e impalpabile. Tutti erano assolutamente sicuri della sua esistenza, tra cui nomi dello spessore di Maxwell e Kelvin. Non era in discussione che non esistesse! E poi è andata come sappiamo.

  2. Alvermag

    Si Mik, penso che un certo nesso ci sia.
    Però, al tempo stesso, vedo anche una qualche differenza. L'idea dell'etere era mutuata dal paragone con quanto accade normalmente in natura, nella quale gli oggetti si muovono su un substrato solido e perfino le onde (sonore e meccaniche) hanno bisogno di un supporto (aria, mare).
    Ci si affidò dunque ad un'idea che sembrava avre un senso.

    La materia (e l'energia) oscura stravolge invece il senso comune, costringendo a ricorrere a qualcosa di molto lontano da ciò che sembra naturale. Sarà che il cosmo appare talmente strano che può andar bene qualunque cosa ... :roll:

    Comunque, staremo a vedere. Io continuo a fare il tifo per la MOND, pur con tutte le molte questioni ancora da chiarire.

  3. Gaetano

    Enzo, la mappatura viene dagli scienziati dell Dark Energy Survey... a pensar male si fa peccato diceva Andreotti :mrgreen:
    Quindi la D.M è presente dove si formano le stelle ma nelle stelle non ce n'è. Ma la D.M. non è una piccola quantità insignificante! Le proporzioni sono 82% materia oscura 18% materia normale.

  4. Mik

    Già è proprio strano: niente materia oscura attorno a noi. Com'è che se ne sta così in disparte?

    E comunque non capisco, non potrebbe semplicemente darsi che non vediamo 4/5 della materia ordinaria che invece c'è? Senza tirare in ballo i Machos, se guardo le foto di alcune galassie queste sembrano polverose come discariche, perché non considerare la possibilità che le nostre stime del gas interstellare o intergalattico siano tremendamente sbagliate?

  5. caro Gaetano,
    le proporzioni dipendono da quello che si vuole ottenere... Vi sono altri modi per tener conto della massa mancante. Troppe cose non sono spiegate,come ad esempio la posizione esterna rispetto alla galassia quando si pensava decisamente che fosse anche interna. Questi cambiamenti di ipotesi fanno subito pensare a teorie che si cambiano a seconda delle necessità. Sarò pronto a crederci quando vedrò una singola ipotesi e tante prove chiare che possano essere confermate dalle osservazioni. Di stringhe e cose del genere ce ne sono fin troppe... Sai... si fa peccato, ma a volte il peccato ha ragione...
    Preferisco attendere e seguire le osservazioni delle supernove...

  6. foscoul

    Purtroppo ciò che non ci è dato di vedere chiaramente da adito a varie supposizioni quindi fermiamici un'attimo a riflettere e teniamo per ora la materia oscura come ipotesi B e cerchiamo prima di rispondere a certe mancanze con ciò che abbiamo di certo cioè dei punti fermi sicuri cercando la soluzione più semplice possibile.
    Lo so i vecchi brontoloni non ci lasciano volare come vorremmo con la fantasia perchè la loro esperienza li fa stare bene coi piedi per terra spero di arrivarvi e di essere compreso non sono volutamente entrato nei dettagli non ho risposte ma solo teniamo presente ciò che è stato fatto e guardiamo al passato.

  7. michele

    Non riesco a comprendere perché in astrofisica si prendono in considerazione solo campi centrali sferici. E' pur vero che tutto nasce con Keplero ma non dimentichiamoci che le sue osservazioni ineriscono il nostro sistema solare in cui il 99,99% della massa totale è concentrata al centro.
    La caratteristica della nostra galassia è ben diversa, presenta masse distribuite, è on pratica un disco piatto rotante. E' veramente temerario e molto miope ritenere che il moto dei componenti la galassia debba essere kepleriano.
    Basta mutuare dall'elettrostatica elementare l'analisi dei campi che parte da quello elementare sferico di cariche puntiformi per ottenere con la sovrapposizione degli effetti i campi che si creano a seguito di varie distribuzioni di cariche.
    Tra questi il campo cilindrico con densità di carica uniforme entro il raggio R e nulla all'esterno di esso. Il campo cresce linearmente all'interno del cilindro, decresce in ragione di 1/r al sue esterno. Sostituiamo alle cariche le masse e non cambia nulla.
    Occorre fare un ulteriore passo non considerato in elettrostatica: l'equilibrio delle masse ruotanti su orbita circolare all'interno del campo per il quale è richiesto che l'accelerazione centrifuga v^2/r sia equilibrata da quella gravitazionale g. Si ottiene:
    - all'interno del cilindro g = ar = v^2/r ossia v^2 = a r^2; la velocità cresce linearmente con r come g;
    - all'esterno del cilindro r = b/r = v^2/r ossia v = costante!!!!!!!!
    I risultati delle misure di velocità all'interno della nostra galassia confermano appieno queste caratteristiche. Il campo gravitazionale galattico è cilindrico, non sferico, e non vi è nessunissima necessità di fantasticare sulla presenza di una fantomatica materia oscura, abbandonando la strada della scienza per abbracciare fideisticamente quella della fantascienza.

  8. caro Gaetano,
    la notizia non è nuovissima... ma a leggere bene si dice soltanto che esiste un'enorme massa invisibile ai telescopi che deforma la luce. Niente di veramente nuovo... Tutto il resto sono deduzioni che partono dall'assioma che la materia oscura DEVE esistere...

  9. caro Michele,
    sulla rotazione della galassia si sono sicuramente fatte ipotesi alternative. Come noti, però, i nuovi articoli sulla materia oscura battono sempre sull'effetto lente gravitazionale... Il problema che sembra il più difficile da risolvere in modo alternativo... Con tutti i dubbi del caso...

  10. Gaetano

    Enzo, sono scettico come te. Ma qui qualcosa si muove, ormai siamo ad una notizia al giorno. http://www.corriere.it/opinioni/15_aprile_16/fascino-oscuro-materia-che-cambia-volto-fisica-68860cf4-e409-11e4-868a-ccb3b14253dc.shtml
    Non è detto, però, che la spiegazione sarà la "Materia Oscura".

  11. caro Gaetano,
    da quando in qua la scienza si segue attraverso le notizie date dai media? Anzi, è normalmente una prova che si sta montando qualcosa che faccia notizia, indipendentemente dalla sua validità. Il GW ne è una prova lampante, ma anche le mille e una speculazioni apparse sull'asse magnetico terrestre, i GRB, le stelle vicine che potrebbero estinguere la vita, asteroidi killer, i pianeti abitabili, ecc., ecc. Normalmente, si cerca di far notizia con episodi drammatici e che incutano paura nel popolo. Un popolo che teme crede sempre di più (perfino la religione ha creato un diavolo che incutesse paura e con questo terrore si potesse maneggiare meglio il popolo).

    La materia oscura non fa paura, almeno per adesso... domani chissà cosa inventeranno..., ma è OSCURA, misteriosa, assurda... e allora vai con il tango! Inoltre è molto facile da spiegare a chiunque. Perché non fanno lo stesso con le conquiste raffinate e profonde della MQ o perché non cercano di spiegare meglio la relatività invece di ripetere frasi fatte e anche sbagliate? Perché, purtroppo, la divulgazione è data in mano a persone ignoranti della materia (INAF insegna), ai tuttologi televisivi, ai responsabili scientifici dei giornali e dei governi (ricordiamoci sempre il tunnel del neutrino...). Peggiore ancora è il fatto che anche la divulgazione istituzionale si sta adattando allo "scoop" a tutti i costi (di prove ne abbiamo a iosa) o segue i canali migliori di finanziamento. In questo momento riempire una ricerca normale con il prezzemolo della materia oscura garantisce un finanziamento più sicuro...

    No, mi spiace, non vedo ancora nessuna prova, ma il solito serpente che si morde la coda. Resto in attesa di qualcosa che faccia pendere la bilancia da una parte o dall'altra, ma qualcosa basato su VERE osservazioni. Le supernove di due colori sono state ipotizzate attraverso dati osservativi che chiunque può verificare. Magari, non è vero niente, ma almeno è un tentativo, sicuramente più interessante dei soliti lavori che partono dall'assioma che la materia oscura esiste e poi dimostrano l'ipotesi di partenza. Il suo vero interesse astrofisico si può notare dal fatto che nessun media l'ha ritenuta notizia da "scoop". CVD... :mrgreen:

    In generale, l'interesse di molti appassionati (?ma lo sono poi?) si acuisce solo se si va verso il mistero e lo strano a tutti i costi. Si parla, nei forum, sempre e soltanto della teoria del tutto, dell'inflazione, dei chili di materia oscura, delle stringhe, ecc., ecc. ma quanti di questi appassionati sanno descrivere la MQ, la relatività o -perfino- la meccanica classica. Tanti soliti e monotoni bluff, poggianti su basi nulle o quasi. Se qualcuno, che non conosco attraverso questo circolo, mi chiedesse come la penso sulla teoria delle stringhe gli risponderei chiedendogli prima di raccontarmi in modo semplice ed esauriente le equazioni di Maxwell. Penso che non mi farebbe più la seconda domanda...

    La materia e l'energia oscura stanno entrando in quest'ottica di mistero e di "fa fine e non impegna...". Prima mi spieghino la materia normale e le sue leggi, attraverso la QED ad esempio e poi magari ne riparliamo... Quanti esperti mediatici saprebbero fare ciò che chiedo?????

  12. SANDRO

    Per quel che vale la mia opinione concordo appieno con Enzo.

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