Se guardiamo l’Universo a grande scala possiamo dire che esso è formato da grandi strutture ricchissime di galassie (ammassi e super ammassi), legati tra loro da giganteschi filamenti di gas, galassie e … qualcos’altro. Infatti, questi filamenti sarebbero composti essenzialmente da materia oscura. Hubble ha proprio studiato e “osservato” uno di questi. La parola “osservato” sembra di per sé un’assurdità, dato che la materia oscura NON si può vedere. Tuttavia, in qualche modo potrebbe non nascondersi del tutto (un po’ come fanno i buchi neri che ormai si localizzano molto bene indirettamente).
Gli ammassi e i filamenti che li uniscono sembrano dare all’Universo l’apparenza di una rete informatica o -ancor meglio- di un sistema nervoso o sanguigno: un intrigo di fili (o nervi o flussi di informazione o vene e arterie) che, dove si incontrano, formano nodi o gangli o centri di smistamento, o qualcosa di simile. Questa struttura a larghissima scala era già presente nei primi istanti dopo il Big Bang e si nota anche nell’immagine del rumore di fondo cosmico. Una disomogenea distribuzione di massa che crea un sistema “nervoso” estremamente omogeneo e perfettamente interconnesso. Gli ammassi (gli organi, le stazioni di smistamento, i centri nervosi, gli amassi) utilizzano i filamenti come canali di spostamento di materia.
Il vero problema di questi filamenti, entità fondamentali dell’intera rete, è che sono praticamente invisibili. E invece dovrebbero contenere una massa enorme, probabilmente più della metà di quella dell’intero Universo. L’interesse di queste strutture sfuggenti ma decisive è la loro universalità. Ossia, si ripetono ovunque si guardi. Lo studio di una sola tra esse può, quindi, essere già una chiara indicazione della configurazione dell’intero Cosmo.
Come dicevo prima, l’idea di base è che essi siano composti essenzialmente da materia oscura. Come fare per capirlo? Detto fatto: basta osservarli attentamente. Ma… non possiamo, dato che non si vedono… Va bene, allora invece di osservarli direttamente non ci resta che pesarli e descrivere come varia la loro massa nello Spazio.
Hubble ne ha scelto uno veramente enorme: 60 milioni di anni luce di lunghezza. Niente male. E, con l’aiuto di fratelli terrestri, lo ha anche studiato in tre dimensioni, ossia non solo nella sua proiezione sulla sfera celeste, ma proprio come volume.
Il filamento si trova attorno al gigantesco ammasso galattico MACS J0717, già osservato ad alta risoluzione da Hubble. A lui si sono uniti il NAOJ’s Subaru e il telescopio franco-canadese delle Hawaii. Il Keck e il Gemini hanno contribuito per le osservazioni spettroscopiche e, quindi, per ricostruire una visione radiale, ossia diretta verso di noi. Veramente un insieme di “signori” della tecnologia più avanzata. Tuttavia, resta il problema di vedere ciò che non si potrebbe vedere. Per riuscire in questa “apparentemente” impossibile impresa servono alcuni ingredienti fondamentali:
1) Un ammasso di grandi dimensione, da cui solitamente partono i filamenti. MACS J0717 sembra l’oggetto più adatto.
2) Una sofisticata tecnica di analisi degli effetti “lente gravitazionale”. Se il filamento è composto essenzialmente di materia oscura, non si può vedere, ma si può sentire la sua massa dalla deformazione e dallo spostamento della luce che proviene da più lontano. Ciò permettere anche di calcolarne la distribuzione lungo la struttura.
3) Immagini ad altissima risoluzione. Per vedere gli effetti delle lenti gravitazionale bisogna avere degli occhiali molto speciali e perfetti. Hubble e compagni sono quanto la tecnologia offre di meglio sul mercato. Bisogna infatti scoprire deformazioni gravitazionali quasi impercettibili e sapere esattamente in che posizione si trovano. L’insieme di tutte le deformazioni deve soddifare, ovviamente, in un unico modello di filamento.
4) Una precisa misura della distanza, della forma e del movimento del filamento. L’unico modo è identificare galassie che siano contenute in esso. Ossia bisogna che la loro velocità e il loro colore sia quello giusto. La spettroscopia deve quindi essere la migliore in assoluto. I grandi telescopi usati garantiscono di distinguere migliaia di oggetti residenti all’interno del filamento.
Alla fine, si può costruire un modello che combini tutte queste informazioni e che permetta di costruire la forma e l’orientamento del filamento e, infine, descrivere la sua distribuzione di massa.
Il risultato ottenuto è presto sintetizzato: il filamento osservato è veramente enorme, come già supposto, sfiorando 60 milioni di anni luce, ma è anche estremamente massiccio, più ancora del previsto. Se tutti fossero come lui (e la struttura generale dell’Universo sembra confermarlo) conterrebbero da soli più della metà della massa del Cosmo. Dato che più che vederli si intuiscono con i metodi di analisi prima descritti, non possono che essere composti da materia oscura. Punto e a capo!
Tutto risolto allora? Probabilmente sì… però mi permetto di indirizzare i lettori su un altro risultato altrettanto importante, pubblicato nel giugno di quest’anno (ero in vacanza e mi è scappato). Poi ne facciamo un confronto e tentiamo anche una riflessione.
Lo strumento base era Herschel che aveva scoperto e analizzato un filamento che univa due ammassi. Sembrava proprio un ponte che legava due enormi città cosmiche. Le sue dimensioni non erano così mostruose come quello di prima, ma sempre, comunque, pari a otto milioni di anni luce.
La ricerca mostrava come questo filamento fosse proprio un fiume dove scorreva materia ben visibile: galassie, stelle, gas. Questo fluire continuo permetteva di studiare come si ingrandivano gli ammassi e come si potevano unire formando super ammassi e via dicendo. Insomma, una struttura che mi sembra molto simile, in principio, a quella di cui abbiamo parlato prima.
Herschel ha trovato al suo interno centinaia di galassie e ha identificato una nascita stellare veramente impressionante, che solo i suoi occhiali X potevano vedere. Infatti la polvere scura che risiede all’interno del filamento crea grosse difficoltà a una visione diretta nel visibile o giù di lì. Si è stimato che le galassie nel filamento formano almeno 1000 soli all’anno, contro l’unica che si forma nella Via Lattea. I ricercatori avevano concluso che le dimensioni relativamente ristrette del filamento possono contribuire ad attivare e incrementare la formazione stellare. Il poco spazio a disposizione favorisce gli urti tra le nubi e quindi la nascita di nuovi astri.
I filamenti sarebbero qualcosa di dinamico che serve per alimentare e/o svuotare ammassi. Canali di trasporto continuo che modificano continuamente l’aspetto dell’Universo. In questa particolare circolazione “sanguigna”, non si parla, comunque, di materia oscura.
Insomma, due strutture simili sono interpretate (a mio modo di vedere) in modi diversi, anche se mantengono le caratteristiche di base: filamenti che uniscono centri nevralgici e che trasportano materia. Mi chiedo: e se la materia oscura del primo filamento fosse in realtà composta da materia ancora invisibile ai grandi telescopi come Hubble e i suoi amici giganti terrestri?
Sembra impossibile che non si sia cercato di investigarlo anche nell’X o almeno sollevare il dubbio che la polvere possa nascondere qualcosa di ben più normale. Probabilmente sono io che fraintendo.
Tuttavia, le due ricerche sembrano quasi seguire due linee di pensiero e partire, entrambe, con una ben chiara idea del risultato che si vuole ottenere. In altre parole, due modi differenti di vedere e studiare la stessa cosa. A me sembra che manchi un po’ di collegamento tra le ricerche, proprio quello che invece assicurano i filamenti studiati!
Sicuramente mi sbaglio e vedo le cose in modo troppo semplicistico. Non so… voi che ne dite? Aiutatemi, senza però inventarvi teorie strambe e fantascientifiche: vi sono già abbastanza problemi con quelle che conosciamo!
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Sembra impossibile che non si sia cercato di investigarlo anche nell’X o almeno sollevare il dubbio che la polvere possa nascondere qualcosa di ben più normale. Probabilmente sono io che fraintendo.
Quale delle due spiegazioni è la più semplice? Quella che richiede la presenza di una materia esotica che non possiamo toccare né vedere e di cui non abbiamo prove dirette, o quella a cui basta la materia ordinaria semplicemente nascosta alla vista?
Comunque, una cosa non la puoi trovare se nemmeno la cerchi. Vale per le analisi chimiche come per le ricerche nello spazio....
Ho sempre pensato che la materia oscura, intesa come materia diversa da quella ordinaria, non esiste e fosse, semplicemente, un modo per definire quello che non riusciamo a vedere.
Il crescente miglioramento della nostra "vista", grazie ai moderni telescopi e alle nuove, sempre più, sofisticate tecnologie stanno progressivamente svelando il "mistero"...
non ci ho capito granchè,magari me lo rileggo con calma....ma si riesce ad ipotizzare come e dove sarebbe maggiormente distribuita sta materia oscura?tempo fa ad un corso di astronomia base ci veniva spiegato che attorno al "cerchio" visibile delle galassie ve ne sia un altro dove la gravità agirebbe in maniera consistente....e che negli spazi bui intergalattici vi possano essere una sorta di "bracci" invisibili che terrebbero unite le strutture....cioè questa materia si troverebbe nello spazio intergalattico,ma sempre all'interno dell'ammaso o superammasso...può essere una chiave di lettura (approssimativa,ovvio) oppure agirebbe anche all'interno delle galassie stesse e/o fuori dai "canditi" del panettone?
Comunque farebbe sempre parte della superficie del panettone (canditi invisibili?)
Questione di tempo e di strumenti.
Ciò che mi affascina è quello che dicevi : " queste reti informatiche, questi vasi sanguigni..." ; mi affascina in natura questo ripetersi di forme,di strutture, di proprietà e funzioni comunque paragonabili...chissà cosa voglia dire o essere.
Ma non voglio certo fare fantascienza.
non mi convince questa materia oscura.. e gli ATTI DI FEDE mal si sposano con la scienza: propendo quindi per "accendere" la tua seconda ipotesi: stiamo parlano di qualcosa che vista da lontano non riusciamo a discernere... anche perchè è proprio lontano ! non credo che diverse regioni del cosmo possano obbedire a diverse leggi della fisica e se in un filamento x ci DOVREBBE essere materia oscura, allora ci DOVREBBE essere anche nel filamento y... e viceversa se non cìè in Y non ci sarà neanche in X....
Queste tipo di cose sono già difficili da assimilare quando ormai sono assodate date per certe...figuriamoci a questo livello! Non mi ci metto nemmeno...
Diciamo che se dovessero un giorno confermare che l'energia oscura in realtà non esiste non mi dispiacerebbe affatto...
L'argomento mi affascina tantissimo, sono convinto che materia ed energia scura che dominano l'universo su grande scala siano legate all'ingrediente mancante nella teoria dell'infinitamente piccolo che è la Meccanica Quantistica e del suo rapporto con la Relatività.
Un altro argomento che mi affascina parecchio e di cui si parla poco riguarda il nostro gruppo locale, l'ammasso ed il superammasso della vergine in cui noi siamo nella periferia (vicino a qualche filamento?) e del misterioso "Grande Attrattore" (su cui chiedo ad Enzo qualche delucidazione in qualche articolo futuro) che attrae in blocco l'intero superammasso (che massa avrà mai?!), se non fosse nascosto avrebbe potuto aiutarci a comprendere meglio le interazioni gravitazionali e (perchè no?) a gettare qualche "luce" sulla materia oscura...
In altre parole, niente di veramente strano e non necessariamente collegato a materia oscura.
Sì, un articoletto ci starebbe....