Le galassie sono più pesanti di quanto sembri.
Lo sappiamo perché non possiamo vedere tutte le cose al loro interno. La massa mancante – l’impalcatura invisibile che tiene insieme gli ammassi stellari – è ciò che i fisici chiamano materia oscura. Per decenni ha perseguitato sia i camici da laboratorio che gli scrittori di fantascienza, apparendo ovunque, dai vortici di Star Trek alla “Polvere” di Le sue oscure materie di Philip Pullman. È uno dei più grandi grattacapi della cosmologia. Sappiamo che attira le cose in modo gravitazionale. Semplicemente non sappiamo cosa sia. O dove si nasconde.
“La materia oscura occupa da decenni sia la fisica che la fantascienza…”
Un team dell’Università di Sheffield pensa di avere un’idea. Non un’idea qualsiasi, ma geometrica.
Risonanza senza congetture
La nuova proposta suggerisce che la materia oscura potrebbe trovarsi in una quinta dimensione nascosta.
Nello specifico, la teoria colloca la materia oscura accanto a una particella portatrice di forza chiamata fotone oscuro in questo spazio invisibile. Ecco il trucco. La forma di quella dimensione extra allinea naturalmente le masse di entrambe le particelle. Immaginatelo come suonare la nota perfetta su una corda di chitarra. Quando ottieni la frequenza giusta, lo strumento canta.
Questa è risonanza della materia oscura.
Non è un concetto completamente nuovo, ma i modelli precedenti avevano un problema. Fondamentalmente presumevano che la risonanza fosse avvenuta. Hanno modificato i numeri finché non si adattavano, il che sembra meno scienza e più arte. Funziona davvero?
Il dottor Yu-Dai Tsai di Sheffield sostiene che questa volta la risposta è inserita nella geometria. Non confondere i dati.
“La risonanza potrebbe provenire direttamente dalla geometria delle dimensioni nascoste “, ha detto Tsai.
Perché non possiamo vederlo oggi
Ecco perché la teoria è in realtà intelligente. Spiega il paradosso.
Se la materia oscura interagisse fortemente nell’universo primordiale, aiuterebbe a spiegare come si è evoluto il cosmo. Ma oggi non vediamo quasi nulla. È inerte. Spettrale.
Questo modello consente forti interazioni nel profondo passato mantenendo allo stesso tempo silenziosa la materia oscura ora. La geometria di quella dimensione extra impone questo comportamento. Sostituisce ciò che i fisici chiamano solitamente “messa a punto” – quel brutto punto nelle equazioni in cui basta organizzare i numeri per farli funzionare – con un risultato matematico naturale.
Non è richiesto alcun aggiustamento artificiale. Solo matematica.
Ripercussioni pratiche?
La ricerca di cose che non puoi vedere richiede una tecnologia seria. Stiamo parlando di rilevatori ultrasensibili. Criogenica. Sistemi di misurazione quantistica che sussurrano nel buio.
Questi strumenti non restano semplicemente sugli scaffali a prendere polvere. Sanguinano in altri campi. Migliore imaging per la medicina? Forse. Calcolo più veloce? Forse. Aggiornamenti delle comunicazioni globali? Probabile.
“La nostra ricerca offre ai fisici nuovi obiettivi chiari…”
L’articolo, scritto in collaborazione con Taegyu Lee, è arrivato su Physical Review D. È un passo avanti verso la connessione di due enormi misteri: le dimensioni nascoste e ciò che tiene insieme il nostro universo.
O forse è solo una teoria che ha senso finché non dimostriamo che è sbagliata.
La ricerca continua.
