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Di tutti gli spettacoli che il genere umano ha guardato attraverso un telescopio,
ve ne sono pochi più belli di una galassia a spirale.
Maestosi vortici di stelle, ruotano in una danza imponente e prevedibile.
Il fatto che vediamo molti miliardi di stelle nei nostri telescopi
ci dice che sono comuni e stabili.
È forse sorprendente che sia relativamente facile capire i meccanismi interni di queste girandole cosmiche.
Combinando i principi fisici concepiti da Sir Isaac Newton nel tardo 17esimo secolo,
con le quantità di *** osservabili in una galassia,
gli scienziati possono calcolare la velocità a cui ruotano queste galassie.
Usando queste tecniche, gli astronomi predicono a che velocità si dovrebbero muovere le stelle che si trovano a diverse distanze dal centro.
Le stelle molto vicine al centro si muovono lentamente.
Questo perché non vi è *** sufficiente tra loro e il centro della galassia tanto da unirsi.
Le stelle poco più lontane si muovono più velocemente,
perché sono attratte da tutte le stelle che si trovano tra loro e il centro.
Man mano che ci allontaniamo, ci si aspetta che le stelle si muovano di nuovo molto lentamente.
La loro grande distanza riduce la gravità ad una piccola forza,
così che possano muoversi tranquillamente nelle loro orbite.
Sapendo ciò, gli scienziati hanno studiato le galassie e misurato a che velocità si muovono le stelle.
A loro gran sorpresa, scoprirono che mentre le stelle più vicine al centro della galassia si muovevano come previsto,
quelle lontane si muovevano fin troppo velocemente.
Questa osservazione fu devastante per le tradizionali teorie della gravità e del movimento.
Se le stelle si fossero mosse alla velocità misurata,
le galassie si sarebbero già lacerate.
Fu una crisi e gli astronomi e i fisici si azzuffarono per trovare l'errore nei loro calcoli.
La teorie sulla gravità di Newton era sbagliata?
La teoria del moto era sbagliata?
O forse era possibile che gli astronomi avessero calcolato erroneamente la *** della galassia?
Tutte le opzioni furono investigate e furono tutte scartate. Eccetto una.
Oggi gli scienziato pensano che la risposta risieda in un tipo di materia precedentemente sconosciuta, detta materia oscura.
La materia oscura può essere immaginata come una nuvola che circonda la maggior parte delle galassie.
Questa materia è inusuale. È sottoposta alla gravità,
ma è invisibile alla luce visibile a tutte le altre forme di radiazione elettromagnetica.
Il nome "materia oscura" è dato dal fatto che questa materia non è in grado di emettere o assorbire la luce.
La materia oscura si aggiunge alla gravità della galassia
e spiega la velocità orbitale delle stelle lontane dal centro galattico.
Le materia oscura non è stata ancora osservata direttamente,
ma gli scienziati credono che possa essere reale,
principalmente perché le altre opzioni sono state scartate.
Utilizzando dozzine di approcci, gli astronomi e i fisici continuano a cercare la prova diretta
che confermerebbe che l'ipotesi sulla materia oscura sia vera.
Questa domanda è una delle più importanti domande della ricerca nel mondo della fisica del 21esimo secolo.