Potremmo aver trovato la materia oscura per caso. Nel 2019, davvero.
Non è un successo confermato. Non ancora. Ma gli scienziati stanno osservando i detriti delle collisioni dei buchi neri – increspature nello spaziotempo – e pensano che ci sia un fantasma nella macchina. Nello specifico, l’ombra di una nube di materia oscura.
I fisici statunitensi ed europei hanno una nuova teoria. Se due buchi neri si scontrano l’uno con l’altro all’interno di una densa nube di questa sostanza invisibile, le onde gravitazionali che si propagano attraverso il cosmo portano una firma unica. Come un’impronta digitale lasciata nella polvere.
Hanno testato i loro calcoli su dozzine di eventi registrati. Quasi tutte erano noiose fusioni sottovuoto. Solo la normale violenza cosmica nel vuoto.
Uno era diverso.
Un evento del luglio 2019, denominato GW190720, non rientra nello schema di una fusione pulita. Si adatta al modello dei buchi neri che danzano attraverso una fitta nebbia di particelle ultraleggere.
È provocatorio. Non è una prova. Ma è un suggerimento.
“Utilizzare i buchi neri per cercare la materia oscura sarebbe fantastico.”
Rodrigo Vicente dell’Università di Amsterdam ritiene che questo apra una scala completamente nuova per l’esplorazione. Scale più piccole. Luoghi che non possiamo toccare, ma solo ascoltare.
Ecco lo sfondo, perché è necessario comprendere la storia per ottenere l’hype.
Nel 1916 Einstein disse che la gravità era la curvatura dello spaziotempo. Predisse che oggetti massicci che si muovessero abbastanza velocemente, come stelle di neutroni o buchi neri, avrebbero scosso l’universo come una campana. Quelle increspature sono onde gravitazionali.
Ci è voluto fino al 2016 per sentire chiaramente quello squillo. LIGO ha colto il suono. Da allora sono stati registrati centinaia di rintocchi. Ogni segnale racconta una storia sulle masse coinvolte. Di solito è semplice. Un grande buco mangia un piccolo buco. Due stelle di neutroni si baciano ed esplodono.
Ma cos’altro c’è nella stanza quando si uniscono?
Lo chiede il nuovo studio.
La materia oscura costituisce la maggior parte della materia nell’universo. Non sappiamo cosa sia. Sappiamo solo che attira le cose. Una teoria popolare dice che è fatto di particelle ultraleggere che si comportano come onde. Se metti un buco nero rotante vicino a quel campo d’onda, trascina la roba in giro. Distorce la nebbia.
Quando un secondo buco nero entra in collisione con il primo, quella nebbia resiste. Cambia la danza. L’onda gravitazionale risultante appare leggermente fuori posto. Diverso da una fusione nel vuoto.
I ricercatori hanno costruito un modello di tale interferenza. Quindi hanno controllato 28 segnali dalla rete LVK: LIGO negli Stati Uniti, Virgo in Italia, KAGRA in Giappone.
Ventisette erano aspiratori. Pulito. Prevedibile.
L’evento GW190729 si è presentato con la firma più disordinata. Il tipo che ti aspetteresti se la materia oscura fosse lì, densa e presente, a interferire con gli ultimi istanti prima della collisione.
È definitivo?
No.
Josu Aurrekoetxea del MIT afferma che le statistiche non sono abbastanza forti per rivendicare una vittoria. Dice che i gruppi indipendenti devono verificare il lavoro. In questo momento, stiamo solo grattando la superficie.
“Senza modelli di forme d’onda come il nostro, si potrebbero rilevare fusioni di buchi neri, nella materia oscura, ma classificarle come avvenute, nel vuoto.”
Questo è il rischio. Forse li abbiamo sempre sentiti, ma li abbiamo chiamati in un altro modo.
Tuttavia, l’incertezza rimane enorme. Forse la materia oscura non forma le nuvole. Forse sono WIMP. Forse sono i MACHO. Forse interagisce con l’elettromagnetismo. Forse non esiste affatto e abbiamo semplicemente una cattiva comprensione della gravità.
Il cielo è rumoroso. I dati ci sono. Ma la risposta è ancora nascosta nello statico. Continuiamo ad ascoltare.
