0188. Che cos'è in realtà la materia oscura?

Mi sembra che le denominazioni di energia e materia oscura, siano inesatte in quanto l'intero studio di questi fenomeni si basa sugli effetti che hanno su masse non oscure, quindi non vedo perché la forza attrattiva aggiuntiva debba chiamarsi "materia" e quella invece centrifuga "energia". Questa precisazione non è fine a se stessa, per ciò che voglio sostenere, in quanto io credo che il fenomeno sia in realtà uno solo. Ora, noi sappiamo che la gravità non è istantanea bensì si muove ad una velocità molto simile a quella della luce, quindi ogni punto è soggetto alla azione delle masse non dello spazio compresente, ma ad uno spazio che "scivola" indietro nel tempo proporzionalmente alla distanza dal punto preso in esame. Questa "zona di influenza" spazio/temporale comprende porzioni sempre maggiori di spazio man mano che ci si allontana dal soggetto, porzioni tra l'altro sempre più dense di massa man mano che ci si avvicina al supposto big bang.. Inoltre questa enorme "sfera di influenza gravitazionale" attorno ad ogni punto è in continua espansione, costante alla velocità della gravità, ed ugualmente in crescita, questa non costante, è la quantità di massa in essa contenuta. Quindi: in primo luogo la massa che ha effetto su ogni corpo è maggiore di quella presente nello stesso attimo, l'intero big bang, per quanto a 13,7 miliardi di anni luce circa, ancora "esiste" ed interagisce, senza contare grosse porzioni di tutte le prime fasi dell'universo (potrebbe essere questa la famigerata "materia oscura"?); in secondo luogo la distribuzione di queste masse ai confini estremi della zona di influenza di ogni singolo osservatore crea una forza centrifuga che costringe la materia ad inseguire se stessa nel passato erroneamente localizzato con "in una direzione qualsiasi, purché non qua!". (Lorenzo Cogno) (2062)

La denominazione materia oscura nasce dal fatto che essa - a differenza della materia ordinaria luminosa - non emette radiazione elettromagnetica in nessuna banda di frequenza : né nel visibile, né nell'infrarosso, né nell'ultravioletto, né nelle radiofrequenze, né nelle microonde, ... Inutile ricordare che proprio l'osservazione delle radiazioni elettromagnetiche in queste (ed altre) bande ha permesso di studiare la “materia ordinaria luminosa” (cioè stelle, galassie, ammassi globulari, nubi interstellari, ecc.) e, quindi, di dedurre come il nostro Universo appare, come si è evoluto, come si evolve e come si evolverà.

Tale “materia oscura” - avente attrazione gravitazionale come qualsiasi corpo con massa non nulla - è stata evidenziata su distanze uguali o più grandi delle dimensioni tipiche di galassie attraverso gli effetti gravitazionali che essa esercita sulla “materia ordinaria luminosa”. Quindi, dal comportamento della “materia ordinaria luminosa” si è anche dedotto che la maggior parte della massa dell'Universo è “oscura”.

Solo recentemente, si è osservato che oltre alla massa dell'Universo potrebbe esistere una forma di energia detta oscura che genera una interazione gravitazionale repulsiva (ammessa dalla teoria della relatività generale ).

Per quel che riguarda la tesi sostenuta del nostro web-nauta, si può dire che egli sembra dimenticare che la forza gravitazionale, seppur a lungo “range”, ha una intensità che decresce come l'inverso del quadrato delle distanze. Per fare un esempio molto semplice, proviamo a stimare l'effetto gravitazionale che una galassia a noi vicina, come la Grande Nube di Macellano, esercita sul nostro corpo.

la nube di Magellano

La Grande Nube di Magellano si trova a circa 160000 anni luce da noi ed ha una massa complessiva stimabile intorno a un miliardo di masse solari. Quindi se la massa del nostro corpo è 80 kg, la Grande Nube di Magellano esercita una forza attrattiva sul nostro corpo di 0.005 miliardesimi di Newton (dove 1 Newton è l'unità di Forza che corrisponde a 1 kg metro per secondo al quadrato) [102] . D'altro canto, la forza che la Terra esercita sul nostro corpo è 80 kg × 9.81 m/s2 ,cioè di 785 Newton. Come si vede, l'effetto gravitazionale che la Grande Nube di Magellano ha sul nostro corpo è assolutamente trascurabile rispetto a quello della terra.

Quindi, nonostante le "grandi" masse delle galassie e le alte densità, i loro effetti gravitazionali localmente (cioè sul nostro sistema solare) sono trascurabili. Quel che si osserva localmente di fatto è l'effetto gravitazionale esercitato dalla nostra Galassia e principalmente dal suo alone oscuro. Infatti, in termini semplici, si osserva che le velocità delle stelle (quali il nostro Sole) e di altri corpi nella nostra Galassia sono maggiori di quelle aspettate nel caso di sola “materia ordinaria luminosa”. Questo effetto, per quanto detto prima, non può essere attribuito a materia esterna alla nostra Galassia ma, soltanto, a “materia oscura” nell'alone della nostra stessa Galassia.

Naturalmente, nelle teorie dell'evoluzione dell'Universo tutte queste caratteristiche – cioè masse e distanze in giuoco, espansione dell'Universo, attrazione gravitazionale a lungo “range” inversamente proporzionale al quadrato della distanza, ecc. - sono debitamente tenute in considerazione.

Pierluigi Belli – Fisico