L'ASTRONOMIA PER TUTTI, "LA MATERIA OSCURA"

Quando Newton imparò a calcolare la forza gravitazionale, ci fornì uno strumento capace di calcolare la massa di un oggetto astronomico, distante da noi quanto si voglia, purché in movimento congiunto con altri corpi. Prendiamo il sistema Terra-Luna. Si dice comunemente che la Luna gira intorno alla Terra, ma ciò non è completamente esatto. In realtà i due corpi celesti compiono un balletto insieme, ruotando intorno a un punto della retta che li congiunge. Questo punto è spostato verso la Terra, poiché questa è, non solo quattro volte più grande della Luna, ma anche fatta di materiali più pesanti. Il punto in questione è così vicino al centro della Terra che sta al suo interno, per questo si può dire che la Luna gira intorno alla Terra. Ma la Terra nel suo moto oscilla proprio per effetto della presenza della Luna. Applicando una semplice formula, conosciuto il peso della Terra (attraverso la densità e la grandezza), si può dedurre il peso della Luna dalle caratteristiche del suo movimento.

Tutti i corpi celesti sono legati da questo tipo di rapporti. Un astronomo svizzero (Zwicky, 1933) cercò di applicare queste leggi al moto delle galassie a spirale, come la nostra Via Lattea. Si prevedeva che la velocità di rotazione delle stelle della galassia fosse tanto maggiore, quanto più la stella era vicina al centro di rotazione. Invece non era così. La velocità aumentava secondo previsione vicino al centro, ma poi restava la stessa, o quasi. Ciò poteva significare soltanto che nella galassia c’era molta più materia di quella rivelata dalle stelle. Il calcolo diceva che le sorgenti luminose costituivano al massimo il 5 percento dell’intera galassia. Il 95 percento della materia non emetteva radiazioni, perciò fu definita materia oscura.

Ancora non si sa quale tipo di sostanza intervenga in questo modo nel moto delle galassie. Certo è che è tanta e si estende molto al di là della parte visibile delle galassie, cioè le stelle, che ne costituiscono in fondo soltanto il cuore. Ogni tipo di ricerca su questa materia ha dato finora risultati negativi. Gli astronomi sono a tal punto scoraggiati che hanno perfino ipotizzato che la legge di gravitazione universale contenga qualche errore e ne hanno cominciato a proporre correzioni che giustifichino il risultato delle osservazioni. La chiamano appunto gravità modificata.

Ci si potrebbe chiedere come mai i calcoli gravitazionali funzionino così bene nell’esplorazione dello spazio, nell’invio di satelliti, ecc. Il fatto è che in questo caso si opera nel microscopico spazio del sistema solare, mentre nei calcoli generali di una galassia siamo in un ordine di dimensioni più di centomila volte superiore. Basta pochissima massa per metro cubo per fare l’enorme differenza.

dottor Karol (Carlo CAPPELLI)

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