In una scoperta che potrebbe aprire una nuova finestra su uno dei più grandi misteri della fisica, i ricercatori di Università di Tel Aviv hanno predetto ciò che potremmo trovare sintonizzandoci sulle onde radio fin dall’alba dei tempi. Il loro nuovo studio, condotto dal Prof. Rennan Barkana della Sackler School of Physics and Astronomy e pubblicato nel diario Astronomia della naturasuggerisce che la materia oscura formasse “densi grumi” nell’universo primordiale, costringendo l’idrogeno gassoso a emettere un potente segnale radio cumulativo. Ciò è importante perché fornisce una tabella di marcia teorica per rilevare la materia oscura non vedendola, ma *ascoltando* la sua profonda influenza sui primi atomi dell’universo, offrendo un modo per studiarla nel suo stato incontaminato e incontaminato.
Una finestra sui “secoli bui” cosmici
La maggior parte delle nostre notizie sull’universo primordiale provengono dal telescopio spaziale James Webb della NASA, che sta individuando la luce delle prime galassie, circa 300 milioni di anni dopo il Big Bang. Questa nuova ricerca, tuttavia, si spinge ancora più indietro, in un’era più misteriosa e precedente: quella “Secoli bui cosmici”. Questo periodo, appena 100 milioni di anni dopo il Big Bang, avvenne prima che si formasse una singola stella. L’universo era una zuppa oscura e invisibile composta da due ingredienti principali: l’idrogeno gassoso e la misteriosa materia oscura che, come sappiamo, costituisce la maggior parte della materia nel cosmo.
Come individuare l’invisibile
Non puoi vedere direttamente la materia oscura. Allora, come lo studi? I ricercatori hanno eseguito simulazioni al computer per trovare la sua firma. Prevedono che durante i secoli bui la materia oscura non fosse distribuita in modo uniforme. Si è riunito ciuffi densio “pepite”, le cui dimensioni e forma dipendono dalle proprietà sconosciute della stessa materia oscura. Sebbene questi grumi siano invisibili, la loro gravità non lo è. Avrebbero attirato con forza l’abbondante gas idrogeno che riempiva l’universo. Quando questo gas cadesse nella presa gravitazionale della materia oscura, avrebbe emesso intense onde radio. Sebbene il segnale di ogni singolo grumo sia troppo debole, il team prevede che “effetto cumulativo” di tutti questi grumi creerebbero una “intensità radio media” rilevabile in tutto il cielo. L’ascolto di questo segnale potrebbe raccontarci gli ammassi che lo hanno creato e, quindi, la natura della materia oscura stessa. C’è un problema, ovviamente. Non puoi sentire questa antica stazione radio cosmica dalla Terra. Le onde radio specifiche dei secoli bui lo sono bloccato dall’atmosfera del nostro pianeta. Per sintonizzarci avremmo bisogno di un radiotelescopio nello spazio, e la migliore posizione possibile è la Luna. La superficie lunare fornisce il posto di ascolto perfetto: non ha atmosfera che blocchi il segnale e, cosa altrettanto importante, è protetta dal ruggito costante e assordante delle interferenze radio prodotte dall’uomo provenienti dai nostri telefoni cellulari, Wi-Fi e satelliti. Questa idea, una volta pura fantascienza, è improvvisamente plausibile. È in corso una nuova corsa lunare globale, con Stati Uniti, Europa, Cina e India che pianificano nuove missioni lunari e cercano attivamente importanti obiettivi scientifici per loro. I “secoli bui cosmici” finirono infine con l'”alba cosmica”, quando si accesero le prime stelle. La luce di queste prime stelle è drammatica amplificato il segnale radio originalerendendolo molto più forte. Questo segnale più forte e successivo è ciò che i nuovi massicci telescopi terrestri, come il Array di chilometri quadrati (SKA) in Australia, vengono costruiti per trovare. La SKA, una collaborazione globale che coinvolge 80.000 antenne, proverà a mappare questo segnale amplificato per capire dove si trovavano le prime stelle e i primi ammassi di materia oscura. Il compromesso è semplice: il segnale dell’“alba cosmica” è più forte, ma è anche “più difficile da interpretare”, come osserva il Prof. Barkana, perché le stelle stesse aggiungono il loro rumore complesso. I “secoli bui cosmici”, al contrario, sono a “laboratorio incontaminato”– l’unico che mai esisterà. È la nostra unica possibilità di studiare il comportamento della materia oscura nel suo stato originale, prima che il resto dei fuochi d’artificio dell’universo esplodano e “contaminino” le prove.
