Gli ingredienti dell'universo

La cosmologia è il ramo dell'astronomia che studia l'origine dell'universo e le regole che lo governano. In quanto disciplina scientifica, la cosmologia conta meno di un secolo di vita. Nonostante la sua giovane età, è riuscita a stabilire un paradigma condiviso da quasi tutti i cosmologi del mondo. Secondo questo paradigma, l’universo in cui viviamo si sta espandendo, e questa espansione è accelerata: un universo in cui le galassie si allontanano le une dalle altre con velocità sempre crescente.

Per potere spiegare tale espansione accelerata, i cosmologi hanno bisogno di ipotizzare l’esistenza di due componenti “esotiche”: le cosiddette materia oscura ed energia oscura. In questo contesto, il termine esotico si riferisce al fatto che tale materia/energia non è mai stata osservata direttamente, benché ne siano evidenti gli effetti indiretti su molte osservazioni astronomiche. Una delle frontiere più attuali della fisica particellare è proprio quella di riuscire ad osservare le particelle di cui sono composte la materia e l’energia oscura.

A rendere ancora più interessante questa “oscura” teoria è il fatto che, su scale cosmologiche, ovvero estremamente più grandi della nostra galassia, materia ed energia oscura costituiscono la quasi totalità dell’universo. Al contrario, la materia ordinaria contribuisce solo per il 4% al budget totale dell’universo, scoperta che può risultare ostica in un primo momento visto che siamo abituati a vivere in un mondo fatto soltanto di materia ordinaria.

Un modo efficace di visualizzare questo concetto è quello di pensare ad una piramide in cui diverse parti rappresentano diverse tipologie di materia/energia, come nell’immagine qui accanto. La base della piramide (che ne costituisce la maggior parte del volume) è occupata da energia e materia oscura, che ammontano rispettivamente a circa il settanta per cento e il venticinque per cento dell’universo. Segue la materia ordinaria, per lo piu' invisibile perche' non emette né luce propria né riflessa, e ancora più in cima in piccolissime quantità l’idrogeno, l’elio e tutti gli altri atomi, costituenti della stessa natura delle cose che ci circondano e di cui siamo fatti noi stessi.

MARCELLO CACCIATO

La rappresentazione grafica dell'abbondanze relative di materia/energia nell'universo è tratta da "The view from the center of the universe", di J. Primack e N. Abrams N., 2006.