Una delle teorie più famose di Stephen Hawking sulla materia oscura è stata scossa dopo la pubblicazione dei risultati di un team giapponese di astrofisici guidati da Masahiro Takada del Physics and Mathematics Institute of the Universe di Kavli, riferisce Live Science. Il famoso fisico che ha lasciato questo mondo l'anno scorso credeva che questa sostanza misteriosa e invisibile fosse costituita da buchi neri primordiali apparsi subito dopo il Big Bang. Gli scienziati giapponesi che utilizzano il telescopio Subaru hanno condotto un esperimento, i cui risultati, sebbene non confutino completamente la teoria di Hawking, ma ammettono che questi buchi neri devono essere davvero piccoli per spiegare la natura della materia oscura.
La materia oscura è il termine che i fisici hanno dato per una sostanza misteriosa che, a loro avviso, potrebbe spiegare un fatto interessante: tutto nell'universo si muove e ruota come se contenesse più massa di quella che possiamo rilevare. Diversi scienziati in momenti diversi hanno cercato di attribuire le proprietà della cosiddetta materia oscura a oggetti diversi. Negli anni '70, Stephen Hawking e colleghi hanno suggerito che il Big Bang potrebbe creare un gran numero di buchi neri relativamente piccoli, ciascuno delle dimensioni di un protone. Questi minuscoli corpi celesti sono difficili da vedere, ma eserciteranno forti effetti gravitazionali su altri oggetti, due proprietà note della materia oscura.
Fino ad ora, questa teoria poteva essere testata solo per i buchi neri primordiali, la cui massa è maggiore di quella lunare. Ma con lo sviluppo della tecnologia, gli scienziati sono stati in grado di ottenere immagini sempre più chiare dello spazio esterno. Per il loro nuovo studio, un team di astronomi giapponesi ha utilizzato la fotocamera Hyper Suprime-Cam (HSC) montata sul telescopio Subaru alle Hawaii. Con il suo aiuto, hanno scattato foto di tutta Andromeda, la galassia più vicina a noi, cercando di trovare questi piccoli oggetti. Il risultato del loro lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy.
I buchi neri non emettono luce, ma i buchi neri supermassicci come quello al centro della galassia M87, che gli scienziati hanno recentemente fotografato, sono circondati da luminosi dischi di accrescimento di materia calda. Ma poiché i buchi primordiali sono miliardi di volte più piccoli e non hanno materia luminosa visibile che li circonda, possono essere trovati solo osservando i potenti campi gravitazionali che creano, che distorcono la radiazione degli oggetti vicini. Questo fenomeno è chiamato microlensing.
I telescopi sono in grado di rilevare le microlenti dei buchi neri osservando continuamente le stelle. Quando i doni neri passano davanti al punto di osservazione e alla stella, distorce la luce della stella, facendola "lampeggiare". Più piccolo è il buco nero, più velocemente si verifica questo focolaio.
Tuttavia, i buchi primordiali che il team giapponese stava cercando hanno solo una frazione di questa massa - è approssimativamente uguale alla massa della nostra Luna. Ciò significa che i focolai osservati dovrebbero essere molto più brevi.
Video promozionale:
Takada definisce la fotocamera HSC unica, perché con essa gli scienziati sono stati in grado di catturare immagini di tutte le stelle della galassia di Andromeda alla volta con un'esposizione minima di circa 2 minuti. In totale, gli astronomi sono stati in grado di ottenere circa 200 immagini di Andromeda in 7 ore in una notte limpida. Hanno finito per trovare solo un presunto evento di microlente. Se i buchi neri primordiali rappresentano una percentuale significativa di materia oscura, Takada ha detto che avrebbero dovuto vedere circa 1.000 segnali di microlente.
Questo significa che la teoria di Hawking è stata completamente smentita? Takada e Bird non hanno fretta di trarre conclusioni. Secondo loro, i risultati ottenuti non possono ancora escludere completamente l'esistenza di buchi neri primordiali, perché, a causa della loro piccola massa, i lampi dei loro segnali sarebbero troppo brevi per registrarli. Secondo i ricercatori, è necessario sviluppare nuovi strumenti che ne permettano la scoperta.
Allo stesso tempo, gli scienziati osservano che il rilevamento anche di uno di questi segnali potrebbe essere cruciale per la ricerca futura, che rivoluzionerà alcune delle teorie di Hawking.
Nikolay Khizhnyak
