Un nuovo studio spiega la materia oscura: esiste un’altra dimensione

futuroprossimo.it

di Gianluca Riccio

Philip Tanedo e colleghi ne sono certi: solo l’esistenza di un’altra dimensione può aiutarci a capire e a spiegare l’esistenza e la dinamica della materia oscura

In uno studio pubblicato di recente, i fisici delle particelle dell’Università della California Riverside teorizzano che la materia oscura potrebbe essere spiegata con l’esistenza di una nuova dimensione nello spazio-tempo.

In astrofisica, la materia oscura è una forma (ancora teorica) di materia che costituisce circa l’85% della materia nell’universo. L’esistenza di questa forza invisibile è implicata attraverso una varietà di osservazioni nell’universo, inclusi effetti gravitazionali che non possono essere spiegati dalle teorie accettate della gravità. Poiché la materia oscura non sembra assorbire, riflettere o emettere radiazioni elettromagnetiche, misurare o fornire prove definitive della sua esistenza è finora risultato impossibile.

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Lo studio sulla quarta dimensione

In un documento di ricerca pubblicato sul Journal of High Energy Physics, un team di fisici dell’UC Riverside afferma che la presenza di una quarta dimensione potrebbe spiegare l’esistenza della materia oscura e spiegare perché rimane invisibile.

“Il nostro universo osservato ha tre dimensioni dello spazio. Proponiamo che ci possa essere una quarta dimensione. La dimensione extra può spiegare perché la materia oscura si è nascosta così bene dai nostri tentativi di studiarla in laboratorio”, dice il dott. Philip Tanedo, assistente professore di fisica e astronomia alla UC Riverside e coautore del nuovo studio, in un comunicato stampa.

Una rappresentazione dello spazio che contempla una quarta dimensione
Una rappresentazione dello spazio che contempla una quarta dimensione

Una caccia che dura da tanto

Prima dell’ipotesi di una nuova dimensione, l’esistenza di forze invisibili è teorizzato da tanto.

Fu proposta per la prima volta dal fisico matematico e ingegnere William Thomson nel 1884.

William Thomson - Lord Kelvin, fisico e ingegnere
William Thomson – Lord Kelvin, fisico e ingegnere

Thomson è conosciuto anche come Lord Kelvin dopo essere stato il primo scienziato britannico ad essere elevato alla Camera dei Lord.

Thomson stimò che la massa della Via Lattea differisse dalla massa delle stelle visibili, concludendo che “molte delle nostre stelle, forse la grande maggioranza di esse, sono forse corpi oscuri”.

Nel secolo successivo, gli scienziati hanno fatto numerose osservazioni indirette a sostegno dell’esistenza proposta da Thomson di “corpi oscuri” o della presenza di un qualche tipo di materia invisibile che svolge un’influenza significativa sull’universo.

Non la vediamo, ma sappiamo che c’è

Philip “Flip” Tanedo
Philip “Flip” Tanedo

La prova principale dell’esistenza di una forza invisibile proviene da calcoli che mostrano che le galassie non si formerebbero o si muoverebbero così senza una grande quantità di materia invisibile.

Finora, gli scienziati non sono stati in grado di rilevare direttamente la materia oscura, portando la maggior parte dei fisici a concludere che la sostanza deve essere costituita da particelle non barioniche o particelle subatomiche la cui massa è inferiore a quella di un protone. Le prove indirette, tuttavia, sono state abbastanza forti da portare la maggior parte della comunità scientifica ad accettare in generale l’esistenza della materia oscura.

“Viviamo in un oceano di materia oscura, eppure sappiamo molto poco su cosa potrebbe essere”, ha detto Tanedo. “È una delle incognite conosciute più irritanti in natura. Sappiamo che esiste, ma non sappiamo come cercarla, o perché non si è presentata dove ce lo aspettavamo».

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Una quarta dimensione potrebbe spiegare la materia oscura?

Nel nuovo articolo, Tanedo e i suoi colleghi suggeriscono che le particelle di materia oscura non si comportano come particelle.

“L’obiettivo del mio programma di ricerca negli ultimi due anni è estendere l’idea della materia oscura che ‘parla’ alle forze oscure”, ha detto Tanedo nel comunicato stampa della UC Riverside. “Negli ultimi dieci anni, i fisici hanno capito che, oltre alla materia oscura, altre forze oscure nascoste possono governare le interazioni della materia oscura. Confermare la loro esistenza potrebbe riscrivere completamente le regole su come cercare la materia oscura”.

Tanedo ribadisce che questa operazione di “forze oscure” può essere descritta matematicamente da una teoria che include una quarta dimensione in più.

La materia oscura apparirebbe come una sequenza continua di particelle adiacenti all’interno di questa quarta dimensione. Questo spiegherebbe come la materia oscura provochi alcuni dei comportamenti curiosi osservati nelle piccole galassie.

Una dimensione in più, idea ricorrente

Sebbene l’esistenza di una nuova quarta dimensione suoni sensazionale, Tanedo ha spiegato che le extra-dimensioni sono semplicemente un trucco matematico per descrivere anche teorie ordinarie.

Dopotutto, l’idea che l’esistenza sia costituita da una dimensione, anzi da tante extra-dimensioni in più è comunemente riferita anche nella Teoria delle Stringhe o in quella dell’universo olografico.

Pensare in modo non convenzionale

Gli esami passati della materia oscura si sono concentrati principalmente su teorie che spiegano comportamenti simili alle particelle visibili. Tanedo e i suoi colleghi ricercatori affermano che il loro nuovo approccio alla quarta dimensione esplora possibilità nuove, non considerate prima.

Le forze ordinarie possono essere descritte come un singolo tipo di particella con una massa fissa.

La teoria proposta prevese che le particelle invisibili possano essere descritte da un numero infinito di particelle diverse con masse diverse chiamate continuum.

Forze diverse

I ricercatori affermano che la forza continua di queste particelle invisibili sarebbe molto diversa dalle forze percepite dalla materia ordinaria. “Per la forza gravitazionale o elettrica che insegno nel mio corso introduttivo di fisica, quando raddoppi la distanza tra due particelle, riduci la forza di un fattore quattro. Una forza continua, d’altra parte, viene ridotta di un fattore fino a otto”, ha spiegato Tanedo.

Nel documento, i fisici dell’UC Riverside affermano di aver scoperto che una forza continua come quella proposta potrebbe replicare le osservazioni dei movimenti stellari nell’universo.

Prossimo passo, un “fotone oscuro”

Fotoni oscuri: non si sa se esistano. Ma se esistono, sono parecchio strani.
Fotoni oscuri: non si sa se esistano. Ma se esistono, sono parecchio strani.

Il team di Tanedo afferma che intendono continuare ad espandere la loro teoria esplorando un modello di “fotone oscuro”.

“È un’immagine più realistica per una forza oscura”, ha detto Tanedo. “I fotoni oscuri sono stati studiati nei minimi dettagli, ma la nostra struttura della quarta dimensione ha alcune sorprese. Esamineremo anche la cosmologia delle forze oscure e la fisica dei buchi neri».

Che dire: è un lavoro… oscuro, ma qualcuno deve pur farlo.

Fonte: https://www.futuroprossimo.it/2021/06/un-nuovo-studio-spiega-la-materia-oscura-esiste-unaltra-dimensione/

Pubblicato il 09.06.2021

8 Commenti
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uparishutrachoal
Utente CDC
12 Giugno 2021 14:57

Siamo circondati da materia oscura ed energia oscura da sempre..anche senza osservare le stelle e gli ammassi galattici..
Cos’è l’attrazione sessuale se non energia oscura..?
O il carisma di una persona..?
Quale particella rende una persona gradevole o sgradevole..?
Al limite potremo misurare delle concomitanze corporee..ma mai osserveremo le particelle sessuali..o carismatiche..
La scienza empirica sta finalmente vedendo i suoi limiti..e comincia a osservare cose che sfuggono alle sue grinfie..
Urge rivalutazione di quegli approcci metafisici intuitivi che fanno la conoscenza del reale..comprensibili solo se osservati dentro di noi..e poi oggettivati all’esterno..
Non è una novità..che Oriente..Antico Egitto..e innumerevoli popoli si sono cimentati..chiamandola magia…o poteri..i siddhi..
Questa conoscenza..unita alla tecnologia.. può fare una marcia in più..o in meno..dipende sempre dall’uso che ne faremo.

PietroGE
Utente CDC
13 Giugno 2021 1:44

L’idea della presenza di ulteriori dimensioni oltre alle 4 già note non è nuova ed è comparsa in molti articoli sia passati sia recenti. In particolare si è cercato una verifica sperimentale nel LHC (Large Hadron Collider) del CERN, purtroppo con risultati negativi. Le extra dimensioni servivano a piegare la debolezza dell’interazione gravitazionale rispetto alle altre 3 forze fondamentali della Fisica : la gravitazione veniva ‘diluita’ nella ulteriore dimensione spaziale. Il mistero della materia oscura (meglio compresa come materia trasparente perché non assorbe nessuna radiazione) rimane al momento mistero.

ignorans
Utente CDC
13 Giugno 2021 6:43

Poiché la materia oscura non sembra assorbire, riflettere o emettere radiazioni elettromagnetiche, misurare o fornire prove definitive della sua esistenza è finora risultato impossibile.

E certo… non è misurabile perchè è “quella cosa” all’origine delle radiazioni e ha una velocità infinita (o quasi)
Io temo che gli scienziati stiano “osservando” l’infinito che ….viaggia a una velocità infinita!
La fisica attuale postula che la velocità della luce sia il massimo raggiungibile in questo universo. Ma se esistesse una velocità infinita, cosa provocherebbe? Sarebbe rilevabile? No. Perciò, credo che quello che gli scienziati chiamano “materia oscura” siano solo g li effetti della non misurabilità della velocità infinita.

AlbertoConti
Redazione CDC
13 Giugno 2021 11:03

“Gianluca Riccio, classe 1975, è direttore creativo di un’agenzia pubblicitaria, copywriter e giornalista. È affiliato ad Italian Institute for the Future, World Future Society e H+, Network dei Transumanisti Italiani. Dal 2006 dirige Futuroprossimo.it , la risorsa italiana di Futurologia.”

E questo signore vuol fare il divulgatore scientifico di una nuova scienza che non c’è ancora? Che dire, ha un bel coraggio, ma i risultati si vedono, confusione mentale a infinite dimensioni.

gnorans
Utente CDC
Risposta al commento di  AlbertoConti
14 Giugno 2021 8:55

Io credo che gli scienziati si divertano a inventare favolette “divulgative” di teorie piuttosto complesse e difficili da capire. Negli articoli divulgativi sulla fisica moderna se ne sentono di tutti i colori, ma difficilmente si riesce a trovarci un filo logico.

Ultimo aggiornamento 4 mesi fa effettuato da gnorans
GioCo
Utente CDC
13 Giugno 2021 19:00

Qualche tempo fa ho “sognato” una particolarissima fonte di luce. Non era luce che poteva essere riflessa ed era “a campo“. In altre parole, non si trattava di fotoni, ma di particelle che sottoposte a certe sollecitazioni si comportavano per un tempo limitato come fossero fotoni poi tornavano nel loro stato originale in cui “smettevano di esistere“. Nel momento in cui la fonte si illuminava, facevi in tempo a vedere quella luce (quindi il nostro sistema visivo era in grado di percepirla) se abbastanza vicino, senza però che questa potesse illuminare nulla perché continuanva a interagire con la materia in modo “diverso” dal fotone convenzionale. Ad esempio, davanti a uno specchio non sarebbe stata riflessa (e qui non posso non citare il famigerato “vampiro” che non viene riflesso dagli specchi). Vuoi vedere che un giorno scopriremo che non solo c’è questa dimensione “oscura” ma che ci abitano pure esseri senzienti da dove ci facevano le pernacchie? Così magari scopriremo che andare chissà dove a zonzo per il cosmo non serve per dare la caccia agli aGLIeni… hehe!

Ultimo aggiornamento 4 mesi fa effettuato da GioCo
Gino
Utente CDC
Risposta al commento di  GioCo
16 Giugno 2021 9:12

« Nel momento in cui la fonte si illuminava, facevi in tempo a vedere quella luce (quindi il nostro sistema visivo era in grado di percepirla) se abbastanza vicino, senza però che questa potesse illuminare nulla perché continuava a interagire con la materia in modo “diverso” dal fotone convenzionale. » in realtà non hai affatto descritto un « modo “diverso” dal fotone convenzionale », bensì proprio la modalità di propagazione secondo il suo intendimento più convenzionale. Infatti, nell’intendimento convenzionale del fotone esso viene emesso (“nasce”) e viene poi assorbito (“muore”: cessa di esistere). Ad esempio, vedere un fotone implica che esso abbia smesso di esistere: esso esistette fino a che un recettore, in uno dei tuoi occhi, non lo assorbì. Anche nel caso degli specchi i fotoni “muoiono”, non appena vengano assorbiti, in tal caso da un elemento del reticolo cristallino (da un suo atomo o da una sua molecola); nel caso degli specchi verranno però poi emessi fotoni pressoché in tutto identici a quelli appena assorbiti. Nel caso di uno specchio, secondo il punto di vista (apparente) di un osservatore esterno, la traiettoria del fotone emesso è normalmente identica a quella del fotone assorbito, salvo il verso che invece… Leggi tutto »

absitiniuriaverbis
Utente CDC
15 Giugno 2021 13:00

Vado direttamente al nocciolo, o meglio a quello che mi sembra sia il nocciolo.
Le espressioni matematiche che cercano di spiegare il ‘comportamento’ dell’universo sono estremamente complesse. E per risolverle non sembra esistere un metodo analitico. Si cerca pertanto di risolverle ‘inventando’ delle possibili soluzioni matematiche che necessitano poi di una spiegazione ‘fisica’.
E qui risiede il problema.
Non sappiamo ancora risolvere le equazioni che scriviamo (ammesso che siano corrette) e ci inventiamo possibili soluzioni da interpretare opportunamente.
Ma questa è la differenza tra la scienza e la fede.