16:48 17 Novembre 2018
Ammasso di galassie PLCK G308.3-20.2 nella costellazione Uccello del Paradiso.

Fisici russi scoprono nuove strane proprietà della materia oscura

© Foto: ESA/Hubble & NASA, RELICS
Politica
URL abbreviato
190

I fisici dell'Istituto per la Ricerca Nucleare dell'Accademia Russa delle Scienze hanno dimostrato che la materia oscura può fondersi in strane gocce delle dimensioni di una stella, se le sue particelle sono sufficientemente leggere. Le esplosioni di tali gocce possono essere le fonti dei misteriosi "segnali radio alieni".

"Nel nostro lavoro, abbiamo simulato il movimento di gas di particelle quantiche di materia oscura leggera, inizialmente fortemente mescolate e interagenti tra loro per mezzo della gravità. Dopo un lungo periodo di tempo, hanno formato in modo indipendente una condensa, che immediatamente si trasformava in una goccia sferica", afferma Dmitry Levkov dall'Istituto per la ricerca nucleare RAS a Mosca.

Quasi tutti gli scienziati sono convinti dell'esistenza della materia oscura, ma le sue proprietà, oltre all'evidente influenza gravitazionale sulle galassie e sui loro ammassi, rimangono oggetto di controversie tra astrofisici e cosmologi. Per molto tempo si è ipotizzato che la materia oscura fosse composta da particelle WIMP super-pesanti e fredde, che in nessun modo si manifestano e attraggono solo accumuli visibili di materia.

La ricerca infruttuosa dei WIMP negli ultimi due decenni ha portato molti teorici a credere che la materia oscura possa in realtà consistere di cosiddetti assioni, particelle ultraleggere che sono simili in massa e proprietà ai neutrini. Altri ricercatori suggeriscono che potrebbero non essere come particelle, ma come un liquido o potrebbero essere composti da componenti diversi, uno o più dei quali possono gradualmente disintegrarsi.

Secondo il servizio stampa della Fondazione della Scienza Russa, Levkov e i suoi colleghi Alexander Panin e l'accademico Igor Tkachev hanno scoperto una nuova forma di organizzazione della materia oscura, studiando come si comporterebbe la spinta dall'assione o di qualsiasi altra materia oscura in una tipica galassia nana dove quasi non c'è materia visibile.

I fisici hanno prestato attenzione al fatto che vari processi quantistici influenzeranno fortemente le interazioni gravitazionali delle particelle. A causa della particolare natura degli assioni, le interazioni quantistiche tra di loro si verificano a distanze molto grandi, paragonabili alle distanze tra le stelle, che devono essere prese in considerazione quando si calcolano le proprietà e il comportamento della materia oscura leggera.

Gli scienziati russi hanno creato un modello matematico che tiene conto di queste interazioni e di come le fluttuazioni del campo gravitazionale influenzano la materia oscura, "spostando" il tempo in avanti e tracciando come la distribuzione della materia oscura in queste galassie, inizialmente riempita con esso (il tempo), cambi.

I calcoli hanno mostrato una cosa incredibile. Se i singoli assioni sono abbastanza leggeri e la galassia stessa è relativamente piccola, la materia oscura inizia a riunirsi in strane gocce come il cosiddetto condensato di Bose-Einstein.

Questa è una forma insolita di materia, che vede la coesistenza di uno stato gassoso e liquido contemporaneamente. Consiste di molte particelle, ma si comporta come un singolo atomo e ha proprietà atomiche tipiche a causa del fatto che tutti i suoi componenti occupano il livello di energia più basso.

Strutture simili, come dimostrano i calcoli di Levkov e dei suoi colleghi, possono sorgere nello spazio dalle particelle di materia oscura esclusivamente sotto l'influenza della gravità, formando oggetti che i fisici chiamano "stelle di Bose". Più piccola è la massa dei singoli assioni, più velocemente nasceranno tali strutture.

Se esistono, le loro tracce possono essere viste sotto forma di potenti flash radio o strane esplosioni che si verificano dopo che molti assioni accumulano all'interno della "stella".

Le tracce di questi processi, come suggerito dai fisici russi, possono essere i misteriosi "segnali alieni", i cosiddetti flash radio burst o abbreviato FRB, così come altre esplosioni radio extragalattiche inspiegabili scoperte negli ultimi anni.

Tags:
Fisica, Spazio, fisica, spazio, Esplorazione dello spazio, Accademia Russa delle Scienze, Mosca
RegolamentoDiscussione
Commenta via FacebookCommenta via Sputnik