31/05/24

Buchi neri, materia oscura o MOND? Pensieri in libertà **

Questo articolo è stato inserito nella pagina d'archivio dedicata alla MATERIA OSCURA, nella quale troverete una selezione di articoli sull'argomento e le motivazioni della nostra impostazione critica a riguardo

 

Nel leggere le news relative alle osservazioni fantastiche di Webb si rimane un po' disorientati.

Da un lato si annuncia che sono state individuate le prime galassie nane dell'Universo, la cui luce è riuscita a farsi sentire attraverso la risposta del gas che le circondava, capace di mostrare delle righe di assorbimento nell'idrogeno (foresta di Lyman) e, quindi, di permettere una datazione abbastanza precisa che riporta l'evento a circa 500 milioni di anni dopo il Big Bang.

E' questo il momento in cui la luce delle prime stelle ha iniziato a combattere l'apatia dovuta all'idrogeno neutro della fase oscura? Alcuni dicono di sì e ribadiscono che i modelli teorici di formazione sembrano confermati.

D'altro lato, però, Webb continua a mostrare galassie già molto grandi e luminose in tempi ancora più remoti. Se, confermate, sembra che siano state individuate due galassie già "vive e vegete" intorno ai 300 milioni di anni dopo il Big Bang. E qui le cose si complicano, dato che l'Universo sembrerebbe essere cresciuto molto più in fretta del previsto. Purtroppo, questo implica grossi problemi al ruolo della materia oscura. Insomma sembra molo difficile salvare capra e cavoli...

Non dobbiamo nemmeno dimenticarci che l'analisi del valore dell'espansione dell'Universo rimane molto aleatoria, dando risultati diversi a seconda del sistema usato per determinarla.

Infine, la materia oscura continua a non essere individuata malgrado gli immani sforzi che si stanno facendo. E' più che lecito pensare a soluzioni alternative, anche se, ovviamente, altrettanto difficili da provare.

E' indiscusso che la quantità di materia all'interno degli ammassi galattici appare ben maggiore di quanto sia osservabile, così come la rotazione delle galassie risponde in modo anomalo nei limiti esterni di tali strutture.

Cerchiamo, allora, di analizzare l'insieme di questi problemi. Iniziamo con la gravità modificata, la ben nota teoria MOND. Essa risponderebbe abbastanza bene alla rotazione galattica, ma incontrerebbe, comunque, ostacoli nello spiegare la materia sovrabbondante negli ammassi. Perché non pensare a due cause differenti e non alla sola materia oscura? Parliamoci chiaro, ben poco sappiamo ancora dello spazio "vuoto" tra le galassie di un ammasso e di quanta materia possa essere presente anche se ancora invisibile ai nostri telescopi. Parlando per assurdo, potrebbe essere riempito da corpi planetari vaganti senza alcuna regola, ancora meno rintracciabili delle stelle orfane di cui abbiamo appena parlato. Una soluzione di comodo, sicuramente, ma che potrebbe essere "migliorata" pensando ad altri corpi oscuri e anche molto massicci: i buchi neri primordiali.

Questi buchi neri primordiali servirebbero anche a spiegare la nascita troppo rapida delle galassie primigenie, dato che potrebbero essere stati il "seme" attorno a cui si addensava il gas collassando verso la fusione dell'idrogeno.

Attenzione, però... questi sarebbero buchi neri che ben poco avrebbero a che vedere con l'ultima fase evolutiva di stelle molto massicce. Potrebbero essere enormemente grandi, ma anche decisamente più piccoli dei limiti che conosciamo per le stelle, fissati attorno alle tre masse solari.

Essi si sarebbero formati durante la fase inflazionistica dell'Universo e poco dopo durante l'era dominata dalle radiazioni. Nessun collasso di stelle, ma variazioni nella densità della materia che si stava formando. Buchi neri costruiti da materiale sub atomico, capaci poi di sopravvivere per miliardi e miliardi di anni. In parole molto semplificate potremmo immaginare che la materia realmente presente dopo le prime fasi dell'Universo fosse già divisa tra quella "normale" e quella rinchiusa nei buchi neri primordiali. La seconda di gran lunga superiore alla prima. Un universo di buchi neri, insomma... Perché non accettare questa ipotesi non poi così irrealistica se confrontata con quella legata a particelle sconosciute e introvabili che dovrebbero formare la materia oscura.

Non spaventiamoci, però... Buchi neri estremamente piccoli porterebbero una grande massa e potrebbero popolare le galassie. Tuttavia, essi potrebbero attraversare la Terra senza alcun effetto catastrofico. Anzi, sarebbe impossibile rendersene conto. Più che oggetti spaventosi nella visione comune, potrebbero essere pensati come "grumi" di materia "normale" più densa di quella necessaria per formare stelle e pianeti.

Gli oppositori di questa teoria si affidano ai calcoli relativi alla durata di questi "grumi" che dovrebbero evaporare abbastanza in fretta. I pareri, però, sono molto discordi.

Qualcuno dice che la loro presenza dovrebbe modificare l'aspetto della radiazione cosmica di fondo, ma le incertezze che ancora riguardano quella fase non permettono conclusioni definitive. D'altra parte, c'è poco da fare: in un modo o nell'altro, bisogna cambiare qualcosa nei nostri modelli. Non riusciamo ancora a ottenere la botte piena e la moglie ubriaca.

Cosa concludere? Ben vengano le osservazioni sempre più profonde di Webb, capaci di vedere sempre meglio nella fase oscura, ossia nei momenti formativi dell'Universo odierno. Di più, però, non può fare. Ma, mentre le ricerche sulle particelle introvabili della materia oscura danno ben poche speranze, l'esistenza dei buchi neri primordiali può avere un grande aiuto dalle onde gravitazionali che potrebbero fornirci eventi di collisione tra buchi neri di grandezza inferiore a quelli stellari. Molto utili sono anche gli effetti di microlensing, ossia variazioni di luce nelle lenti gravitazionali dovuti a corpi invisibili, ma sufficientemente massicci.

Penso che si sia in una fase di transizione in cui sarebbe fondamentale avere una mente pensante e non solo una serie di osservazioni, utilizzate per confermare in modo molto soggettivo ciò che si vuole dimostrare a priori. Una vera intelligenza e non una soltanto virtuale. L'Universo NON è virtuale. Ancora una volta la spiegazione potrebbe trovarsi nel microcosmo... in fondo, c'è tanto spazio laggiù in fondo!

Va beh... si fa per pensare e riflettere... Ce ne sarebbe un grande bisogno!

3 commenti

  1. Alberto Salvagno

    Dai, sii buono, dammi un'idea di come questi minuscoli buchi neri potrebbero attraversare la Terra senza alcun effetto catastrofico. Per la velocità con cui lo farebbero? Mi pare che avevamo calcolato che la Terra se si trasformasse in un buco nero avrebbe un orizzonte degli eventi di meno di un paio di centimetri, quindi se un simile piccolo buco nero ci attraversasse avremmo improvvisamente una gravità doppia, o sbaglio tutto?

  2. Paolo

    Caro Enzo, giusto così una curiosità, seppur un pò speculativa.

    Subito dopo il Big bang si pensa che materia ed antimateria si sia annichilite a vicenda e per qualche ragione tutta ancora da dimostrare (asimmetria??) nel nostro universo sia rimasta soprattutto la materia.

    Al di là di una simmetria non ancora provata, l'annichilizione materia antimateria "trasforma" entrambe in energia ed allora dove è finita tutta quella energia (infinitamente maggiore della materia barionica rimasta)?.

    Può essere che anche tale processo centri molto con la cosiddetta energia oscura o energia del vuoto (vedi mare di Dirac)?

    Può essere che la concentrazione non uniforme di tale energia (vedi inflazione e fluttuazioni quantistiche)  abbia originato dei buchi neri primordiali?

    Ovviamente le mie sono solo domande senza fondamento, speculazioni, basate solo sul può essere, non sul è andata così.

    Paolo

     

  3. Massim Delpa

    Un buco nero della massa della terra con raggio di 2 cm non sarebbe affatto piccolo, se non erro, per micro buchi neri si intendono quelli inferiori alle 100 tonnellate di massa e quindi  con raggio infinetisimale.

    Attravversando la terra ad alta velocità, probabilmente, si comporterebbero alla stregua di particelle altamente energetiche, una sorta di pallini da caccia di piccolissimo calibro che fanno il solletico a Gozzilla. Diversamente se non avessero velocità sufficiente, potrebbero entrare in orbita terrestre, più o meno stabile, seguendo la legge di Newton senza dare prova della loro esistenza a meno di non evaporare o interagire direttamente con materia di passaggio, rilasciando emissioni della banda EM. Spero di non aver detto delle castronerie...

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