Dagli anelli di Einstein il candidato più probabile per spiegare la materia oscura

La materia oscura sembra costituire l’85% della massa dell’universo. Il suo nome non è casuale, dal momento che non emette luce, né la assorbe o la riflette. Sappiamo che esiste attraverso gli effetti indiretti sulle galassie, e sappiamo che senza di essa l’universo conosciuto non avrebbe senso.
Sino ad ora tutti i tentativi di rilevare le particelle di materia oscura negli esperimenti di laboratorio sono falliti e in virtù di tali difficoltà essa rappresenta un enigma di vecchia data. Ora, un nuovo studio di Alfred Amruth e del suo team dell’Università di Hong Kong, utilizza la flessione gravitazionale della luce per avvicinarci alla sua comprensione.

Lente gravitazionale e anelli di Einstein

Quando la luce attraversa un oggetto massiccio come una galassia, il suo percorso è deviato perché, secondo la teoria della relatività generale di Albert Einstein, la gravità dell’oggetto massiccio distorce lo spazio e il tempo intorno a sé. Di conseguenza, quando guardiamo una galassia lontana possiamo vedere immagini distorte di altre galassie dietro di essa. E se gli oggetti si allineano perfettamente, la luce della galassia sullo sfondo verrà diffusa in un cerchio attorno alla galassia più vicina. Questa distorsione della luce è chiamata “lente gravitazionale“, e i cerchi sono chiamati “anelli di Einstein“.
Il team si è soffermato su diversi sistemi di questo tipo, ma in particolare su un oggetto chiamato HS 0810+2554.

I ricercatori hanno valutato le osservazioni associandole alle due teorie principali che potrebbero spiegare la materia oscura: le wimp, ipotetiche particelle dotate di massa che interagiscono debolmente con la materia normale solo tramite la gravità e l’interazione debole, oppure gli assioni, ipotetice particelle elementari che sarebbero state prodotte in grande quantità nei primi istanti dopo il Big bang. E’ emerso che la seconda teoria riproduce accuratamente tutte le caratteristiche osservate, e quindi rappresenta un candidato più probabile.

Particelle e galassie

La nuova ricerca si basa su studi precedenti che hanno anche indicato gli assioni come la forma più probabile di materia oscura. Ad esempio, uno studio ha esaminato gli effetti della materia oscura degli assioni sullo sfondo cosmico a microonde, mentre un altro ha esaminato il comportamento della materia oscura nelle galassie nane. Anche se questa ricerca non porrà ancora fine al dibattito scientifico sulla sua natura, apre nuove strade per i test e gli esperimenti. Ad esempio, le future osservazioni di lenti gravitazionali potrebbero essere utilizzate per sondare la natura ondulatoria degli assioni e potenzialmente misurare la loro massa.

Una migliore comprensione della materia oscura avrà implicazioni per ciò che sappiamo sulla fisica delle particelle e sull’universo primordiale. Potrebbe anche aiutarci a capire meglio come si formano e cambiano le galassie nel tempo. Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.