Una ragnatela cosmica con filamenti di materia oscura e galassie illuminate mentre l'energia oscura gonfia lo spazio.
Il 95 per cento dell'universo è fatto di qualcosa che non vediamo, non tocchiamo e non capiamo. Materia oscura ed energia oscura sono i due pilastri invisibili che tengono insieme le galassie e spingono l'universo a espandersi sempre più in fretta. La loro natura rimane il più grande rompicapo della fisica moderna. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO.
🎧 Ascolta questo articolo
Bonus Video
La colla invisibile delle galassie
Negli anni Trenta del Novecento, l'astronomo svizzero Fritz Zwicky studiò le galassie dell'ammasso della Chioma e scoprì un comportamento assurdo: si muovevano troppo velocemente. In base alla massa delle stelle visibili, la forza di gravità non bastava a tenerle insieme; l'ammasso avrebbe dovuto disperdersi nello spazio. Zwicky ipotizzò l'esistenza di una “materia oscura”, una sostanza invisibile capace di esercitare un'enorme attrazione gravitazionale.
Decenni dopo, Vera Rubin osservò che le stelle ai bordi delle galassie spirali ruotano quasi alla stessa velocità di quelle vicine al centro, violando le leggi di Keplero. Anche in questo caso, solo un alone esteso di materia oscura poteva giustificare le orbite piatte. Oggi sappiamo che la materia oscura è circa sei volte più abbondante della materia ordinaria, quella di cui siamo fatti noi, i pianeti e le stelle. Eppure, non emette luce, non assorbe radiazioni e interagisce solo con la gravità.
Particelle elusive e idee alternative
I fisici hanno cercato di dare un volto alla materia oscura immaginando particelle ancora sconosciute. Le più famose sono le WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), particelle massive che interagirebbero pochissimo con la materia normale, e gli assioni, leggerissimi e prodotti in abbondanza nell'universo primordiale. Decine di esperimenti sotterranei, protetti dalla radiazione cosmica, provano a catturare il segnale di un urto tra una WIMP e un nucleo atomico, ma finora senza successo.
Alcuni ricercatori, stanchi di non trovare nulla, hanno proposto di modificare le leggi della gravità su larga scala. La teoria MOND (Modified Newtonian Dynamics) riesce a spiegare le curve di rotazione delle galassie senza bisogno di materia oscura, ma fatica a rendere conto di fenomeni come la separazione tra materia visibile e lente gravitazionale osservata nell'ammasso del Bullet.
L'energia che accelera il cosmo
Alla fine degli anni Novanta, due gruppi indipendenti di astronomi fecero una scoperta sconvolgente: l'espansione dell'universo, anzichè rallentare per effetto della gravità, sta accelerando. Per spiegarlo introdussero l'energia oscura, una sorta di pressione negativa che riempie ogni centimetro cubo di spazio e spinge le galassie ad allontanarsi sempre più in fretta. La forma più semplice di energia oscura è la costante cosmologica, già ipotizzata da Einstein e poi abbandonata. Essa equivarrebbe all'energia del vuoto quantistico, ma i calcoli teorici danno un valore 10^120 volte più grande di quanto osservato, un disastro noto come “problema della costante cosmologica”.
Modelli più raffinati ipotizzano che l'energia oscura possa variare nel tempo (quintessenza). Nel 2025, un articolo aveva suggerito che stesse indebolendosi, ma studi del 2026 hanno smentito l'ipotesi, attribuendo l'illusione a errori nella stima dell'età delle galassie ospiti delle supernovae. L'energia oscura sembra quindi stabile, ma il mistero della sua origine rimane intatto.
Un futuro da decifrare
Materia ed energia oscura insieme costituiscono il 95 per cento del bilancio cosmico. Senza materia oscura non esisterebbero le galassie; senza energia oscura non capiremmo il destino ultimo dell'universo, sospeso tra un congelamento eterno e una lacerazione dello spazio-tempo (Big Rip). Telescopi come Euclid e il Vera C. Rubin Observatory mapperanno miliardi di galassie per tracciare la distribuzione della materia oscura e misurare l'effetto dell'energia oscura con precisione senza precedenti.
I lati oscuri del cosmo restano avvolti nel mistero, ma ogni nuova mappa celeste ci avvicina alla loro identità. Forse la soluzione richiederà un salto teorico simile a quello che portò Einstein a superare Newton. Fino ad allora, conviviamo con l'idea affascinante che quasi tutto l'universo sia ancora da scoprire.
