La Materia Oscura potrebbe svelare le origini dell’Universo: la scoperta è scioccante

La collaborazione guidata dagli scienziati dell’Università di Nagoya potrebbe aver reso quella Materia, un po’ meno Oscura. Tutto merito di una ricerca pubblicata sull’autorevole rivista Physical Review Letters.

In Giappone hanno studiato con estrema dovizia di particolari la natura della Materia Oscura che circonda le galassie, viste come erano 12 miliardi di anni fa: un’allettante possibilità che le regole fondamentali della cosmologia possano differire quando si esamina la storia antica del nostro universo.

Lo studio considera una galassia sorgente lontana, anche più lontana della galassia di cui si vuole indagare la materia oscura. L’attrazione gravitazionale della galassia in primo piano, inclusa la sua materia oscura, distorce lo spazio e il tempo circostanti, come previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein.

Maggiore è la quantità di materia oscura, maggiore è la distorsione

Mentre la luce della galassia sorgente viaggia attraverso questa distorsione, si piega, cambiando la forma apparente della galassia. Maggiore è la quantità di materia oscura, maggiore è la distorsione. Pertanto, gli scienziati possono misurare la quantità di materia oscura attorno alla galassia in primo piano (la galassia della “lente”) dalla distorsione.

Oltre un certo punto, però, gli scienziati incontrano problemi. Le galassie negli angoli più profondi dell’universo sono incredibilmente deboli. Di conseguenza, più lontano guardiamo dalla Terra, meno efficace diventa questa tecnica. La distorsione della lente è sottile e difficile da rilevare nella maggior parte dei casi, quindi sono necessarie molte galassie di fondo per rilevare il segnale.

La maggior parte degli studi precedenti era rimasta bloccata agli stessi limiti. La ricerca giapponese, guidata da Hironao Miyatake dell’Università di Nagoya, in collaborazione con l’Università di Tokyo, l’Osservatorio astronomico nazionale del Giappone e l’Università di Princeton, si è spinta oltre.

Ha in primis ha utilizzato una fonte diversa di luce di fondo, le microonde rilasciate dal Big Bang stesso. Utilizzando i dati delle osservazioni del Subaru Hyper Suprime-Cam Survey (HSC), il team ha identificato 1,5 milioni di galassie con lenti usando la luce visibile, selezionate per essere viste 12 miliardi di anni fa.

Successivamente, per superare la mancanza di luce della galassia ancora più lontana, hanno utilizzato le microonde del fondo cosmico e il residuo di radiazione del Big Bang. In seguito il team ha misurato il modo in cui la materia oscura attorno alle galassie della lente ha distorto le microonde.

Dopo un’analisi preliminare, i ricercatori si sono presto resi conto di avere un campione sufficientemente grande per rilevare la distribuzione della materia oscura. Combinando il grande campione di galassie distanti e le distorsioni del lensing nella CMB, hanno rilevato la materia oscura ancora più indietro nel tempo, da 12 miliardi di anni fa. Questo è solo 1,7 miliardi di anni dopo l’inizio dell’universo, e quindi queste galassie vengono viste subito dopo la loro prima formazione.

Una delle scoperte più interessanti dei ricercatori è stata correlata alla massa della materia oscura. Secondo la teoria cosmologica standard, il modello Lambda-CDM, le fluttuazioni sottili nella CMB formano pozze di materia densamente impacchettata attirando la materia circostante attraverso la gravità.

Il gruppo ha esaminato solo un terzo dei dati del Subaru Hyper Suprime-Cam Survey. Il prossimo passo sarà analizzare l’intero set di dati, che dovrebbe consentire una misurazione più precisa della distribuzione della materia oscura.

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