Coelum Astronomia 210 - 2017 - Page 68

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è considerata una delle prove più conclusive sull’esistenza della materia oscura come materia diversa da quella ordinaria, contro le teorie che implicano modificazioni della gravità.

A mio avviso però, l’evidenza più forte in favore della materia oscura proviene da un semplice argomento basato sui tempi di formazione delle perturbazioni non-lineari che producono, nell’universo primordiale, le prime stelle e proto-galassie: mentre il fondo cosmico a microonde indica che la materia ordinaria era altamente omogenea nell’universo primordiale, nel “modello cosmologico standard” la materia oscura fornisce i “germi gravitazionali” (le cosiddette buche di potenziale) per la formazione delle strutture cosmologiche. Una “ragnatela cosmica” (cosmic web) primordiale che costituisce le fondamenta su cui la materia ordinaria costruirà stelle, pianeti, galassie e ammassi di galassie.

L’universo è altamente non-lineare: le galassie e i gruppi di galassie hanno densità tipiche migliaia di volte maggiori rispetto alla densità media della materia nell’universo. Lo spettro delle fluttuazioni in temperatura della radiazione cosmica di fondo nelle microonde (cosmic microwave background o CMB) è invece caratterizzato da fluttuazioni molto piccole. Al tempo del disaccoppiamento della CMB le fluttuazioni di densità nella materia barionica sono proporzionali alle fluttuazioni in temperatura, con un fattore di proporzionalità di ordine 1. Dopo il disaccoppiamento, le fluttuazioni di densità crescono proporzionalmente al redshift: in un universo di sola materia ordinaria accoppiata fortemente ai

La "ragnatela cosmologica": frutto di simulazioni cosmologiche ad altissima definizione, questa figura illustra come l'universo apparirebbe se la materia oscura fosse “visibile”. Le concentrazioni più alte di materia oscura, gli aloni gialli in figura, ospitano altrettanto alte concentrazioni di materia ordinaria e visibile: galassie e ammassi di galassie.