La misteriosa formazione della materia oscura prima del Big Bang.
I ricercatori dell'Università del Texas ad Austin propongono una nuova teoria rivoluzionaria che traccia l'origine del materia oscura ad un evento accaduto poco prima del Big Bang. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell'universo e dei suoi primi istanti di esistenza.
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Una nuova teoria per spiegare cosa c’era “prima” del Big Bang
Il Big Bang è la teoria scientifica che descrive l'origine dell'universosegnando l'inizio della sua espansione circa 13,8 miliardi di anni fa. Secondo questa teoria, l'universo iniziò come un punto estremamente caldo e denso, che poi esplose e si espanse continuamente. La materia oscura, invece, è un’ipotetica forma di materia che non emette né assorbe luce, rendendola invisibile e rilevabile solo attraverso i suoi effetti gravitazionali sulla materia visibile. Costituisce circa il 27% della massa-energia dell'universo e secondo le osservazioni classiche sarebbe “esploso”, contemporaneamente al resto della materia, durante il Big Bang, giocando un ruolo cruciale nelle strutture cosmiche influenzandone la formazione e il movimento delle galassie.
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Il concetto di inflazione cosmica
Iniziato dal fisico Alan Guth nel 1981, la teoria dell’inflazione cosmica suggerisce che l'universo si espanse rapidamente, aumentando le sue dimensioni di 10 alla potenza di 26 volte in soli 10 alla potenza di -36 secondi. Questo fenomeno ha avuto un ruolo cruciale nell'eliminare le irregolarità nella struttura dell'universo, il che spiega il suo aspetto uniforme e omogeneo nonostante la sua continua espansione.
Nuova teoria sull'origine della materia oscura
Il nuovo studio sostiene che anche l’inflazione ha contribuito alla formazione della materia oscura attraverso un processo chiamato “freeze-in”. A differenza dei modelli esistenti in cui le particelle create durante l’inflazione vengono rapidamente diluite, i ricercatori dell’UT Austin affermano che la materia oscura è stata prodotta e preservata durante questa fase.
Due scenari formativi esplorati
Gli scienziati distinguono due potenziali processi per la formazione della materia oscura dal “bagno termale”, che riunisce particelle che interagiscono ad una determinata temperatura durante la formazione dell'universo.
Il “congelamento”
Il congelamento suggerisce che la materia oscura fosse in equilibrio termico con la materia ordinaria, congelandosi mentre l’universo si raffreddava. Questa è la visione “tradizionalmente” condivisa dai fisici ma che è stata respinta dai ricercatori dello studio.
Il modello 'Freeze-in' e le sue implicazioni
L’altro scenario, il “congelamento”, propone questo la materia oscura non è mai stata in equilibrio termico. Sarebbe il risultato di rare interazioni energetiche, come quelle che coinvolgono le radiazioni UV. Durante l’inflazione, il campo quantistico responsabile dell’inflazione avrebbe perso energia a causa di questa radiazione UV, generando così particelle di materia oscura che poi “congelavano” nell’universo in raffreddamento.
Una teoria “dirompente” sul Big Bang
Ciò che distingue il modello proposto dal team dell'UT Austin è che queste interazioni si sarebbero verificate prima del Big Bangdurante l'espansione esponenziale dell'universo dovuta all'inflazione. Questa prospettiva ribalta l’idea tradizionale secondo cui l’inflazione e il congelamento si sarebbero verificati dopo il Big Bang.
Una nuova visione dell'universo
Questa teoria innovativa offre una nuova finestra sui primi istanti del nostro universo ed evidenzia il ruolo potenziale della materia oscura nelle prime fasi dell’evoluzione cosmica. Inoltre apre prospettive per la ricerca futura, in particolare sulla produzione di altre particelle che avrebbero potuto svolgere un ruolo cruciale durante l'evoluzione dell'universo.
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Questo articolo esplora l’audace proposta dei ricercatori dell’Università del Texas, che suggerisce che la materia oscura potrebbe essere stata prodotta poco prima del Big Bang attraverso un processo di congelamento. Questa idea rivoluzionaria sfida le teorie consolidate sulla tempistica degli eventi cosmici e potrebbe avere importanti implicazioni per la nostra comprensione dell’universo.
Fonte: giornale di revisione fisica
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