Se non vi siete stufati, facciamo un altro salto all'indietro nel tempo.... e andiamo sul complicato!
Siamo ai primi istanti dopo il big bang, per la precisione a meno di un secondo dall'inizio. L'universo e' un mare estremamente denso e caldo, popolato di particelle elementari di tutti i tipi, tra cui i nostri (ipotetici) WIMP. La densita' e la temperatura e' tale che tutte le particelle interagiscono con le altre, anche i nostri WIMP, scambiandosi energia e si trasformano l'una nelle altre.
L'universo sta pero' espandendosi e raffreddandosi in fretta; ed ad un certo punto la temperatura (e quindi l'energia media) e la densita' delle particelle arriva ad un valore in cui i WIMP non riescono piu' ad interagire con il resto della materia. Avviene quello che i cosmologi chiamano il "decoupling", ovvero il disaccoppiamento tra WIMP/materia oscura, il resto della materia "normale" e la radiazione elettromagnetica. Da questo punto in poi, materia oscura e materia barionica (quella normale) si "parleranno" praticamente solo per interposta persona (la gravita').
Questo divorzio e' avvenuto a circa un secondo dopo il big bang.
Dato che la materia oscura non interagisce piu' neanche con la radiazione elettromagnetica, la materia oscura, da adesso in poi, non riesce piu' a "raffreddarsi".
Ora, questo ha una conseguenza importante. L'energia media per particella dei WIMP, al momento del disaccoppiamento, e' data dalla temperatura a quell'istante. La velocita' corrispondente a quella energia sara' maggiore quanto piu' piccola e' la massa di queste particelle.
Succede allora che, se la massa e' piccola, come nel caso del neutrino, queste particelle avranno una velocita' prossima a quella della luce, mentre se la massa e' grande, queste particelle avranno una velocita' "piccola".
E perche' ci interessa la velocita'? Ci interessa perche' la velocita' ha un'influenza sul come la materia oscura genera le strutture dell'universo (galassie e ammassi di galassie). Se la materia oscura ha velocita' relativistiche (come il caso del neutrino) riuscira' a fare solo delle strutture grandi, come gli ammassi di galassie, ma non quelle piu' piccole come le singole galassie. Per fare anche delle galassie, bisogna che la materia oscura sia fatta di particelle che vanno "piano" o, come dicono i ricercatori, la materia oscura deve essere "fredda".
Tutto questo ci dice che la materia oscura non e' fatta di neutrini, ma di qualcos'altro...
...continua...