Coelum Astronomia 210 - 2017 - Page 84

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A questo punto abbiamo quindi iniziato a riguardare in dettaglio quali fossero i limiti osservativi per individuare buchi neri primordiali, se davvero ancora possano essere sfuggiti in quantità alle osservazioni e quindi a valutare la possibilità che possano essere quella “materia oscura” che ancora manca all’appello.

L’idea in realtà non è completamente nuova: che buchi neri primordiali potessero rappresentare la famosa massa mancante era stato ipotizzato ed esplorato già in passato.

L’idea che nell’universo primordiale si siano formati dei buchi neri risale agli anni ’60/’70. Inizialmente suggerita dai sovietici Zel’dovich e Novikov nel 1967 [Ya. B. Zel’dovich and I. Novikov, Sov. Astron. 10, 602 (1967)], è stata poi sviluppata in dettaglio da Stephen Hawking e Bernard Carr nel 1971 e in una serie di lavori successivi [si vedano ad esempio gli articoli Hawking S. (1971) MNRAS, 152, 75 e Carr B. J., Hawking S. W. (1974) MNRAS, 168, 399].

Recentemente Carr è tornato a occuparsi del modello e durante l’estate 2016 ha pubblicato una review sull’argomento (B. Carr, F. Kuhnel, and M. Sandstad, Physical Review D 94).

Il modello che descrive la materia oscura composta di buchi neri è parte della cosiddetta categoria dei MACHO (Massive Compact Halo Objects), un modello in cui cioè la materia oscura è composta da un gran numero di oggetti molto poco luminosi e molto massivi. In particolare, era diventato molto popolare negli anni ’90 quando l’esperimento omonimo MACHO, un monitoraggio sistematico di alcuni milioni di stelle delle Nubi di Magellano, aveva ottenuto risultati che sembravano suggerire la presenza di molti buchi neri primordiali di circa 1 massa solare.

Il rumor che circolava inizialmente si riferiva alla rilevazione di onde gravitazionali causata dalla fusione di due buchi neri di 10 masse solari. Quando poi abbiamo realizzato che i buchi neri erano di circa 30 masse solari, allora abbiamo pensato che le cose cambiavano un po'!

È infatti previsto che la maggior parte dei buchi neri abbia una massa intorno alle 5-10 masse solari, e perciò era molto più probabile che le prime osservazioni di onde gravitazionali rilevassero eventi causati dalla fusione di buchi neri con masse di questo tipo. Il fatto che il primo evento osservato fosse invece dovuto alla fusione di una coppia di buchi neri di circa 30 masse solari l’uno, ci indica che o è stato un caso, o è possibile che questi oggetti siano molto più numerosi del previsto.

Ma se lo sono ed è difficile darne una spiegazione con l’astrofisica standard, allora potrebbe trattarsi di buchi neri primordiali, e se si scopre che sono anche tanti... non potrebbero essere loro a costituire la famosa “massa mancante”, la Materia Oscura?

Buchi Neri Primordiali come Materia Oscura.

Può funzionare?

Sopra. L’autore dell’articolo e coautore della teoria dei Buchi Neri Primordiali come Materia Oscura, Alvise Raccanelli, qui ritratto durante una recente conferenza sull’argomento.

probabilmente il più famoso/influente teorico delle particelle al mondo) chiedendoci su cosa stavamo lavorando.

Tempo pochi minuti, sparisce e torna con un aggiornamento decisamente interessante: «guardate che i buchi neri che hanno ’visto’ dovrebbero essere di 30 masse solari e non 10!».

Ecco che allora le cose cambiavano un po’!

È infatti previsto che la maggior parte dei buchi neri abbia una massa intorno alle 5-10 masse solari, e perciò era molto più probabile che le prime osservazioni di onde gravitazionali rilevassero eventi causati dalla fusione di buchi neri con masse di questo tipo. Il fatto che il primo evento osservato fosse invece dovuto alla fusione di una coppia di buchi neri di circa 30 masse solari l’uno, ci indica che o è stato un caso, o è possibile che questi oggetti siano molto più numerosi del previsto.

Ma se lo sono ed è difficile darne una spiegazione con l’astrofisica standard, allora potrebbe trattarsi di buchi neri primordiali, e se si scopre che sono anche tanti... non potrebbero essere loro a costituire la famosa “massa mancante”, la Materia Oscura?

Il rumor che circolava inizialmente si riferiva alla rilevazione di onde gravitazionali causata dalla fusione di due buchi neri di 10 masse solari. Quando poi abbiamo realizzato che i buchi neri erano di circa 30 masse solari, allora abbiamo pensato che le cose cambiavano un po'!