Fare luce sul lato oscuro dell'Universo

La materia oscura è una sostanza invisibile che si ritiene costituisca fino al 27 % di tutta la materia nell'Universo. La sua forza di gravità impedisce alle galassie di separarsi alla velocità alla quale turbinano. D'altro canto, l'energia oscura sta dividendo l'Universo, aumentando il tasso di espansione dei cosmi. Gli studiosi ritengono che l'energia oscura possa costituire circa il 70 % dell'Universo mentre le particelle conosciute rappresentano solo il 5 %.

Cosa sia la materia oscura è ancora un mistero, nonostante siano state suggerite molte spiegazioni. Gli scienziati che lavorano al progetto DARKMATTERDARKENERGY ("Understanding the dark universe with 3D weak gravitational lensing"), finanziato dall'UE, hanno usato la tecnica di maggior successo sviluppata per indagare questo settore inesplorato: le lenti gravitazionali.

La materia oscura non interagisce con la forza elettromagnetica che opera tra le particelle cariche e pertanto, non emette né riflette luce. Tuttavia, sembra svolgere il ruolo più importante nel modellare l'Universo su scala più grande, interagendo con la forza di gravità. La curvatura spazio-temporale vicino alla massa di gravitazione, che comprende la materia oscura, devia i raggi di luce, distorcendo così le immagini delle galassie sullo sfondo.

Le misurazioni della distribuzione della materia oscura viste dalle lenti gravitazionali in 65 gruppi di galassie sono state confrontate alla distribuzione di gas determinato dall'emissione di raggi X e dallo spargimento di fotoni dallo sfondo di microonde cosmiche. Questo confronto ha portato a risultati inaspettati, come il rapporto luminosità-temperatura rimasto costante per gli 5 ultimi milioni di anni nei gruppi di massa in fase di variazione.

Ancora più sorprendenti sono stati i risultati dall'analisi della collisione tra gruppi di galassie. Osservando dal Telescopio spaziale Hubble, l'Osservatorio a raggi X Chadra e il grandissimo Osservatorio a terra ESO, il team di DARKMATTERDARKENERGY ha rilevato quattro collisioni. Insieme al "Bullet cluster" (ammasso proiettile) scoperto nel 2006, queste collisioni tra i gruppi di galassie hanno fornito alcune prove dell'interazione tra la materia oscura e la materia ordinaria.

Se questi risultati sono corretti e le interazioni della materia oscura sono più comuni di quanto ci si aspetti, ciò confermerebbe l'esistenza di materia oscura ed energia oscura. Soprattutto, fornirebbero una stima più precisa dell'esistenza di questa misteriosa sostanza. A questo scopo, gli studiosi hanno esteso il lavoro di DARKMATTERDARKENERGY dopo il suo completamento con nuovi esperimenti come il telescopio Euclid dell'ESA.