Inflazione cosmica bis

La materia oscura è la forma dominante della materia presente nell’Universo.
Così dicono gli astrofisici.
E misurare l’abbondanza di materia oscura presente nello spazio cosmico non è un lavoro semplice.

Sappiamo che si tratta di una sostanza non visibile e che non interagisce in alcun modo significativo con la materia ordinaria.
Così dicono gli astrofisici.

Nonostante ciò, gli effetti gravitazionali della materia oscura forniscono agli scienziati una buona idea di quanta ce n’è là fuori. Infatti, le stime migliori indicano che essa costituisce circa un quarto del contenuto materia-energia dell’Universo mentre la materia ordinaria, cioè quella di cui sono formate le stelle, i pianeti e persino noi stessi, comprende appena il 5 percento.
Così dicono gli astrofisici.

Ma c’è un problema.
La teoria del Big Bang caratterizzata dal suo iniziale periodo di rapida espansione esponenziale, nota come inflazione, fondamentale può spiegare certi fenomeni della natura, la formazione dei quark, il bosone di Higgs, il conferimento della materia, dall’altro non fornisce la spiegazione sulla giusta quantità di materia oscura, e perché ce n’è così tanta.
Così dicono gli astrofisici.

Alcune teorie nello spiegare la debole intensità della forza di gravità rispetto alle altre tre interazioni fondamentali, predicono addirittura più materia oscura rispetto a quanto emerge dalle osservazioni.

Allora, cosa dicono ora i vostri astrofisici? – mi domanda il mio cane ad occhi chiusi.

Non c’è limite nella mente umana. Trovato un inghippo, trovata la soluzione. Come nell’introdurre la teoria della inflazione per spiegare la omogeneità dell’universo: ora l’idea è quella di ipotizzare una inflazione numero due.
L’Universo avrebbe subìto non uno bensì due periodi di rapida espansione esponenziale immediatamente dopo il Big Bang.

Nella cosmologia standard, l’espansione esponenziale dell’Universo, chiamata per l’appunto inflazione cosmica, iniziò molto probabilmente 10^-35 secondi dopo il Big Bang. Questo evento decisamente esplosivo durò qualche frazione di frazione di secondo e alla fine generò uno spazio molto caldo seguito da un periodo in cui l’Universo divenne sempre più freddo, un fatto che continua ancora oggi.
Poi, dopo qualche minuto, quando cioè la temperatura dell’Universo divenne più bassa, iniziarono a formarsi gli elementi più leggeri.
Nel bel mezzo di questi eventi possono essersi verificati altri periodi inflazionari. Non sarebbero stati così grandiosi o violenti come quello iniziale ma potrebbero aver “diluito”, per così dire, la materia oscura.

All’inizio, quando le temperature presenti in un volume di spazio relativamente piccolo salirono superando i miliardi di gradi, le particelle di materia oscura interagirono le une con le altre annichilando continuamente e trasformando la loro energia nei costituenti standard della materia ordinaria, come elettroni e quark. Man mano, però, che l’Universo continuava ad espandersi e a raffreddarsi, le particelle di materia oscura interagivano meno spesso, perciò il tasso di annichilazione non fu più in grado di seguire quello dell’espansione cosmica.

Ricordiamoci che la materia oscura interagisce molto debolmente. Perciò, non può persistere un tasso di annichilazione significativo a temperature più basse. L’auto-annichilazione delle particelle di materia oscura diventò ben presto inefficiente e quindi la loro percentuale divenne congelata.

Elementare Watson (mi rivolgo al mio cane).
Ora non resta che dimostrare l’attendibilità della teoria, che è tutta un’altra storia.

(fonte: MediaInaf)

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