Ricerche recenti suggeriscono che la materia oscura, la sostanza invisibile più abbondante nell’universo, potrebbe entrare in collisione con i neutrini, particelle subatomiche così sfuggenti che raramente interagiscono con qualsiasi cosa. Questa interazione inaspettata, se confermata, potrebbe risolvere una discrepanza chiave nella nostra comprensione della struttura dell’universo e potenzialmente rivoluzionare sia la cosmologia che la fisica delle particelle.
I pezzi mancanti dell’Universo: materia oscura e neutrini
La materia oscura rappresenta l’85% di tutta la materia nel cosmo, esercita un’influenza gravitazionale ma rimane invisibile all’osservazione diretta. La sua esistenza è dedotta dai suoi effetti sulle galassie e sulle strutture su larga scala.
I neutrini, soprannominati “particelle fantasma” a causa della loro massa prossima allo zero e delle deboli interazioni, permeano l’universo in numeri sconcertanti. Circa 100 miliardi passano attraverso ogni centimetro quadrato del tuo corpo ogni secondo. Nonostante la loro abbondanza, interagiscono così raramente che rilevarli rappresenta una grande sfida sperimentale.
Uno scontro di teorie: il modello standard sotto pressione
Il modello cosmologico prevalente, noto come lambda-CDM, prevede un’interazione minima tra la materia oscura e i neutrini. Tuttavia, le osservazioni suggeriscono che l’universo è meno “grumoso” di quanto previsto da questo modello, il che significa che le galassie e le grandi strutture sono distribuite più scarsamente del previsto. Questa discrepanza, chiamata “tensione S8”, ha lasciato perplessi i cosmologi per anni.
Il nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy, fornisce la prova che le collisioni tra la materia oscura e i neutrini potrebbero essere il pezzo mancante. Se queste particelle trasferissero quantità di moto durante le interazioni, ciò potrebbe spiegare la mancanza osservata di aggregazione senza invalidare l’intero quadro cosmologico.
Come è stata condotta la ricerca
I ricercatori hanno combinato dati provenienti da più fonti:
- Fondo cosmico a microonde (CMB): Il bagliore residuo del Big Bang, osservato dall’Atacama Cosmology Telescope e dal satellite Planck.
- Oscillazioni acustiche barioniche (BAO): Onde di pressione “congelate” dall’universo primordiale.
- Struttura su larga scala: Mappata attraverso rilevamenti galattici come lo Sloan Digital Sky Survey.
- Taglio Cosmico: Distorsioni della luce distante causate dalla lente gravitazionale, misurate dal Dark Energy Survey.
Simulando l’universo con e senza interazioni tra materia oscura e neutrini, il team ha scoperto che le collisioni corrispondevano meglio alle osservazioni del mondo reale.
Significato e avvertenze
I risultati hanno una significatività statistica di 3-sigma, il che significa che c’è una probabilità dello 0,3% che il risultato sia un colpo di fortuna. Sebbene sia inferiore al gold standard di 5-sigma, è abbastanza sostanziale da giustificare ulteriori indagini.
“Questa tensione non significa che il modello cosmologico standard sia sbagliato, ma potrebbe suggerire che sia incompleto”, afferma la coautrice dello studio Eleonora Di Valentino.
Se confermata, questa interazione rappresenterebbe una svolta fondamentale nella nostra comprensione dell’universo. Potrebbe non solo risolvere il problema della “clumpness”, ma anche aprire nuove strade per esplorare la natura della materia oscura e le forze fondamentali che governano il cosmo.
