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PLANCK/ Longair (Cambridge): un cammino tortuoso verso la semplicità del cosmo

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Planck Cosmic Microwave Background - da www.esa.int  Planck Cosmic Microwave Background - da www.esa.int

Per evitare questo problema, nel quadro cosmologico complessivo è stata introdotta la Dark Matter. Due punti di svolta sono stati la misura della relazione tra lo spostamento verso il rosso e la magnitudine delle Supernovae di tipo 1a e lo spettro della radiazione di fondo a microonde: questi hanno mostrato, sorprendentemente, che l’universo è piatto e che qualcosa come la Costante cosmologica deve essere presente per poter tener conto delle osservazioni. Questa immagine standard è stata ora confermata con estrema precisione dalle osservazioni di PLANCK. In altre parole, è stata una storia tortuosa, che ha visto concetti e idee prima rifiutati e poi rilanciati.

 

Come mai è così difficile capire cosa sono la materia e l’energia oscura?

Sappiamo che entrambe devono essere presenti proprio grazie ai magnifici risultati di PLANCK. La materia oscura è probabilmente più facile da capire della energia oscura. L’ipotesi più semplice è che la Dark Matter sia costituita da una sorta di particelle che interagiscono molto debolmente e che non è stato ancora possibile rivelare con un grande acceleratore come l’LHC del Cern. Potrebbe trattarsi delle più leggere particelle stabili supersimmetriche previste delle teorie della supersimmetria. Potrebbe anche essere rivelata dagli importanti esperimenti in corso, che stanno ottenendo una stupefacente sensibilità; uno di questi si svolge nei laboratori sotto il Gran Sasso. La sensibilità di questi esperimenti è già tale che ci sono buone probabilità di rivelarla con i prossimi miglioramenti tecnici. C’è anche la possibilità che possa essere vista dal rivelatore AMS a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Il problema è, in breve, la piccolissima interazione tra la Dark Matter e il materiale dei rivelatori.

 

E l’energia oscura?

Per la Dark Energy è più difficile perché può essere rivelata solo alla scala dell’Universo stesso; quindi può essere studiata attraverso le osservazioni astronomiche. I risultati di PLANCK mostrano che può essere ben descritta dalla più semplice forma di equazioni di stato di un campo scalare; ma non è chiaro se questo è il modo corretto di concepirla o se si tratta semplicemente di una costante nelle equazioni del campo gravitazionale. Il progetto EUCLID dell’Esa sarà dedicato a determinarne con precisione le proprietà e a cercare di capire se bisogna introdurre delle modifiche nella teoria della Relatività Generale di Einstein.



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