l'oscurità della materia oscura....

[Paky]

Allora, torniamo ai WIMP...
Se ipotizziamo che esiste una particella di tipo WIMP, generatasi durante i primi istanti dell'universo, praticamente tutte le osservazioni si possono spiegare: le curve di rotazione delle galassie, cosi' come il moto delle galassie negli ammassi di galassie, si spiegano con la presenza di queste "oscure" particelle; la formazione delle galassie a partire dalle infime fluttuazioni del fondo di microonde; il rapporto tra idrogeno e elio nell'universo.

A questo, aggiungo anche lo "spettro di potenza delle anisotropie di temperatura del fondo a microonde"
Vi ho mostrato prima questa immagine del fondo di microonde

recentemente il satellite Planck, dell'ESA (l'agenzia spaziale europea), ha fatto una "foto" molto piu dettagliata:

Planck_CMB_black_background.jpg

Se andiamo ad analizzare la dimensione di queste fluttuazioni (ovvero quella serie di paroloni "spettro di potenza delle anisotropie di temperatura del fondo a microonde"), ci troviamo con questo grafico:

planck.jpg

I puntini rossi sono i dati. La linea verde che ci passa in mezzo e' la predizione del modello usando i WIMP come materia oscura.... Un accordo perfetto!! Vi segnalo anche un'altra cosa: l'altezza del terzo picco (quello segnato con una freccia) e' legato direttamente alla presenza della materia oscura; se non ci fosse la materia oscura, quel picco non ci sarebbe.

....continua...

[SilvioD]

La questione e' diversa... la teoria del MOND non si presenta come una soluzione approssimata ad un problema risolvibile in maniera analitica. Si presenta con il dire che l'equazione analitica di Newton non e' corretta. Con la teoria del MOND, semplicemente si modifica l'equazione di Newton; poi il calcolo delle orbite te lo devi fare allo stesso modo, con l'equazione di Newton o con la versione modificata del MOND... Anzi, aggiungo che con le equazioni MOND e' anche piu' complicato.

Non ho studiato la teoria MOND e le mosse da cui parte, non sono un fisico, però nella pagina wikipedia sulla materia oscura che hai linkato si parla di alcuni autori che hanno sviluppato una teoria di gravitazione modificata e una teoria di gravitazione non simmetrica (NGT, Nonsymmetric Gravitational Theory).

Comunque, ti faccio una domanda: i neutrini hanno una massa, non hanno carica elettrica, però li possiamo rilevare con opportuni rivelatori (al gallio, al cloro, ad acqua, ad acqua pesante ecc...)
E la materia oscura come facciamo a rilevarla? Perchè se ne postula l'esistenza da un punto di vista teorico, e non si riesce a dimostrarne l'esistenza sperimentalmente, visto che ne è pieno l'universo?
Hai detto che il 95% dell'universo è costituito da materia oscura....tutti i nostri strumenti sono "ciechi" nei suoi confronti?

[trotasalmonata]

Si chiama materia oscura non per niente. ..

Io ho detto 95 %, mi sembra che paky ha detto 90 %. Cioè molto meno...

[Rox]

le leggi di Keplero sono state enunciate prima di Newton

Visti i numerosi OT, ce ne metto uno anch'io.
La più celebre frase di Newton deriva da un aforisma di 5-600 anni prima, molto simile:




Traduzione: - Se ho visto più lontano di altri, è perché stavo sulle spalle di giganti.
L'ho sempre trovata straordinaria... Un magnifico ringraziamento ai vari Cartesio, Keplero, Galileo, Torricelli, Brahe, Pascal, e tutti gli altri "giganti" della Rivoluzione Copernicana, sui quali si era appoggiato per "vedere più lontano di tutti".

Oggi, il suo "Principia" è considerato la più grande opera scientifica mai prodotta da un solo uomo...
...ma forse perché non c'è un solo uomo, lì dentro.

[trotasalmonata]

Un'altra cosa, se non sappiamo cosa dobbiamo cercare come facciamo a costruire una macchina per cercarlo?
Prima si fanno ipotesi e teorie e poi cerchiamo di fare esperimenti per convalidarle o confutarle...
Molte volte la teoria va più veloce della tecnologia..

[sa.piddu]

Comunque che la materia oscura sia fatta di soli neutrini non l ha detto nessuno...


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[Paky]

Hai detto che il 95% dell'universo è costituito da materia oscura....tutti i nostri strumenti sono "ciechi" nei suoi confronti?

con un po' di pazienza, arrivo a parlare di questo...!


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[SilvioD]

con un po' di pazienza, arrivo a parlare di questo...!

Va bene, ma nell'attesa, ti stresso con un'altra domanda. Non odiarmi!

E' risaputo che all'interno delle galassie, le stelle e i pianeti sono separati da distanze grandissime.
I profani pensano che le stelle che formano una costellazione siano tutte vicine, confinate in una regione di spazio ristretta, ma non è affatto così. Queste stelle si trovano a migliaia di anni luce di distanza tra loro.
A noi appaiono tutte vicine osservando la volta celeste, tutte sullo stesso piano, ma alcune sono più vicine a noi, altre più lontane.
Anche all'interno della nostro sistema solare, i pianeti sono separati da distanzi considerevoli. Il diametro della Terra è di circa 12.000Km, la distanza che separa la Terra dal pianeta più vicino (Marte) è di 225.000.000 di Km (quasi 19.000 volte il diametro della Terra).

Quindi mi chiedo: la materia oscura, qualora esistesse davvero, dovrebbe essere distribuita uniformemente nello spazio interstellare che invece è sempre stato considerato vuoto? Sarebbe una sorta di "tessuto", di "trama di fondo" che permea in modo uniforme ogni regione dello spazio, o sarebbe concentrata in punti ben precisi, magari in prossimità di stelle molto massicce o buchi neri?
Si potrebbe descrivere l'universo utilizzando un modello a panettone, in cui stelle e pianeti sono sospesi nella materia oscura, esattamente come in un panettone l'uvetta e i canditi sono sospesi nella pasta del panettone stesso?

[Paky]

Quindi mi chiedo: la materia oscura, qualora esistesse davvero, dovrebbe essere distribuita uniformemente nello spazio interstellare che invece è sempre stato considerato vuoto? Sarebbe una sorta di "tessuto", di "trama di fondo" che permea in modo uniforme ogni regione dello spazio, o sarebbe concentrata in punti ben precisi, magari in prossimità di stelle molto massicce o buchi neri?

dunque, abbiamo detto che i wimp non interagiscono se non attraverso la gravità. Questa proprietà li rende un gas non collisionale (le singole particelle non si scontrano, come fanno gli atomi di un gas) e non dissipativo (non possono emettere luce).
Succede quindi che, quando una "nube" di materia oscura collassa per forza di gravità, questa non riesce a dissipare l' energia potenziale gravitazionale. La materia "normale", invece, quando collassa, può dissipare la propria energia come luce e formare stelle e pianeti. Quindi la materia oscura non riesce a condensarsi in stelle, può solo formare strutture poco più piccole di una galassia. Quindi, per rispondere alla domanda, la materia oscura è diffusa, e riempire il "vuoto" tra pianeti e stelle, in modo piuttosto uniforme.


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[Paky]

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...