La materia oscura è quella sostanza che, secondo gli scienziati, rappresenta la maggior parte della massa dell’Universo. Sebbene ci siano ancora molti dubbi su di lei, una nuova teoria suggerisce che potrebbe essere “una rifugiata di altre dimensioni”.
I calcoli suggeriscono che i gravitoni, le particelle massicce che compongono la materia oscura, potrebbero essere stati creati nella giusta quantità per formarla. Questo può essere visto solo attraverso la sua attrazione gravitazionale sulla materia ordinaria.
Tuttavia, da dove viene questa materia oscura? Secondo Giacomo Cacciapaglia, fisico dell’Università di Lione, in Francia, potrebbe provenire da “universi extra”.
La materia oscura è extradimensionale
“I gravitoni massicci sono prodotti dalle collisioni di particelle ordinarie nell’universo primordiale. Ma si pensava che questo processo fosse troppo raro perché i gravitoni massicci fossero candidati alla materia oscura“.
Lo ha detto il coautore dello studio che è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Latters. Insieme ad altri scienziati, Cacciapaglia scoprì che nell’Universo primordiale sarebbero stati prodotti abbastanza gravitoni per spiegare tutta la materia oscura esistente oggi.
Se i gravitoni esistessero, avrebbero una massa inferiore a 1 megaelettrovolt. Quindi non è più del doppio della massa di un elettrone.
Questo livello di massa è ben al di sotto della scala alla quale il bosone di Higgs genera massa per la materia ordinaria. Che è la chiave per il modello per produrre il necessario per giustificare la materia oscura dell’Universo.
Il team ha trovato tali ipotetici gravitoni durante la ricerca di prove di dimensioni extra. Alcuni esperti ritengono che esistano accanto alle 3 dimensioni osservate dello spazio e alla quarta dimensione, che è il tempo.
La teoria del team suggerisce che quando la gravità si propaga attraverso dimensioni extra, si materializza nel nostro Universo come gravitoni massicci. Ma tali particelle interagiscono debolmente con la materia ordinaria e solo per forza gravitazionale.
Questa descrizione è molto simile alla materia oscura, che non interagisce con la luce, ma la sua influenza gravitazionale si fa sentire in tutto il cosmo. Tale influenza, ad esempio, è ciò che impedisce la separazione delle galassie.
Non ci sono più candidati
Al contrario, altri candidati proposti per la materia oscura potrebbero essere percepiti anche dalle loro sottili interazioni con altre forze e campi.
Il fatto che i gravitoni massicci interagiscano a malapena per gravità con le altre particelle e forze nell’Universo offre un altro vantaggio.
I fisici in precedenza credevano che i gravitoni fossero candidati improbabili per la materia oscura, poiché i processi che creano sono così rari. Pertanto, i gravitoni verrebbero creati a velocità molto inferiori rispetto ad altre particelle.
Ma il team ha scoperto che nel picosecondo dopo il Big Bang, sarebbero stati creati più gravitoni di quanto suggerissero le teorie precedenti.
Questo miglioramento è sufficiente perché i gravitoni massicci spieghino completamente la quantità di materia oscura che è stata rilevata nello studio.
“Il miglioramento è stato uno shock. Abbiamo dovuto fare molti controlli per assicurarci di avere ragione, poiché si traduce in un cambio di paradigma nel modo in cui consideriamo i gravitoni massicci come possibili candidati alla materia oscura“.
Poiché i gravitoni massicci si formano al di sotto della scala del bosone di Higgs, sono privi di incertezze relative a scale di energia più elevate, che l’attuale fisica delle particelle non descrive bene.
Questa teoria collega la fisica studiata negli acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider con la fisica della gravità. Ciò significa che i grandi acceleratori di particelle, come il Future Circular Collider del CERN, potrebbero cercare prove di particelle di materia oscura.
Seguici su Telegram | Instagram | Facebook