Ai confini dell'Universo

Mappata la materia oscura intorno a galassie di 12 miliardi di anni fa

Un cammino a ritroso nel tempo, da record (finora si era arrivati a 10 miliardi di anni fa), che suggerisce come alcune leggi fondamentali della cosmologia potrebbero non valere in prossimità del big bang

Mappata la materia oscura intorno a galassie di 12 miliardi di anni fa
Pixabay
Galassia

La natura della materia oscura che circonda le galassie, viste come erano 12 miliardi di anni fa, è stata studiata da una collaborazione guidata dagli scienziati dell'Università di Nagoya, in Giappone. Mai finora si era arrivati così a ritroso nel tempo e nello spazio. Le loro scoperte, pubblicate in Physical Review Letters, offrono l'allettante possibilità che le regole fondamentali della cosmologia possano differire quando si esamina la storia antica dell'Universo. Vedere qualcosa che è successo tanto tempo fa è difficile. A causa della velocità della luce, vediamo galassie lontane non come sono oggi, ma come erano miliardi di anni fa. Ancora più impegnativo è osservare la materia oscura, che non emette luce. Consideriamo una galassia sorgente lontana, anche più lontana della galassia di cui si vuole indagare la materia oscura.

L'attrazione gravitazionale della galassia in primo piano, inclusa la sua materia oscura, distorce lo spazio e il tempo circostanti, come previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein. Mentre la luce della galassia sorgente viaggia attraverso questa distorsione, si piega, cambiando la forma apparente della galassia. Maggiore è la quantità di materia oscura, maggiore è la distorsione. Pertanto, gli scienziati possono misurare la quantità di materia oscura attorno alla galassia in primo piano (la galassia che funge da "lente") dalla distorsione. 

Tuttavia, oltre un certo punto gli scienziati incontrano un problema. Le galassie negli angoli più profondi dell'Universo sono incredibilmente deboli. Di conseguenza, più lontano si guarda dalla Terra, meno efficace diventa questa tecnica. La distorsione della lente è sottile e difficile da rilevare nella maggior parte dei casi, quindi sono necessarie molte galassie di fondo per rilevare il segnale. 

Per superare queste sfide e osservare la materia oscura dagli angoli più remoti dell'Universo, un gruppo di ricerca guidato da Hironao Miyatake dell'Università di Nagoya, in collaborazione con l'Università di Tokyo, l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone e l'Università di Princeton, ha utilizzato una fonte diversa di luce di fondo: le microonde rilasciate dal Big Bang stesso.