Coelum Astronomia 210 - 2017 - Page 69

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fotoni del fondo cosmico, le fluttuazioni di densità non hanno letteralmente tempo di entrare nel regime non-lineare e formare le strutture osservate nell’universo (incluse le prime stelle, le galassie ecc.). Le buche di potenziale generate dalle fluttuazioni di materia oscura quindi attraggono gravitazionalmente la materia ordinaria e avviano il processo di collasso delle strutture cosmiche in modo completamente congruo con l’universo osservato a tutte le scale testabili con osservazioni astronomiche.

Per quanto vertiginoso possa sembrare questo pensiero, abbiamo un’idea molto precisa dell’evoluzione dell’universo fino a scale di tempi più brevi di un miliardesimo di secondo dal Big Bang. Un affascinante mix di meccanica statistica, relatività generale e fisica nucleare e sub-nucleare, ci consente di fare predizioni altamente dettagliate sull’abbondanza di elementi leggeri “primordiali” (non prodotti, si intende, da nucleosintesi stellare ma nell’universo primordiale, su scale di tempi più brevi, all’incirca di un minuto dal Big Bang!) e sul fondo cosmico a microonde. Queste predizioni indicano, in maniera del tutto indipendente, che più dell’80% della materia nell’universo non è costituita da materia ordinaria (neutroni, protoni, elettroni) ma è, piuttosto, qualcosa di completamente diverso (non-barionico, in termini tecnici) e oscuro. In altre parole, osservazioni “cosmologiche”, ovvero sull’intero universo, consentono di “pesare” separatamente il contenuto globale di materia (oscura più ordinaria) e il contenuto globale di materia ordinaria: una semplice sottrazione consente quindi di ottenere la quantità di materia oscura su scala globale nell’universo.