Quando due oggetti sufficientemente massicci si scontrano, come quando due buchi neri si fondono, le forze possono effettivamente piegare lo spazio-tempo, creando increspature chiamate onde gravitazionali. Queste onde gravitazionali possono essere rilevate anche a milioni di anni luce di distanza, rendendole un modo per conoscerle eventi lontani e drammatici in parti lontane dell'universo. E ora, un team di astronomi ha escogitato un metodo per utilizzare le onde gravitazionali per studiare il misterioso fenomeno della materia oscura.
L'idea della ricerca era quella di creare diversi modelli computerizzati di come sarebbero le onde gravitazionali delle fusioni di buchi neri in universi con diversi tipi di materia oscura. Confrontando i modelli con ciò che si vede nel mondo reale, possiamo saperne di più su quale tipo di materia oscura è più probabile.
Gli scienziati sanno che la materia oscura non interagisce con la luce, ma alcune persone pensano che potrebbe interagire con un tipo di particella chiamata neutrino. Ciò significa che le collisioni di neutrini potrebbero impedire la formazione di materia oscura nelle strutture che sono alla base delle galassie, quindi queste particelle potrebbero impedire la formazione delle galassie. Se potessimo trovare queste galassie "mancanti", ciò sosterrebbe l'idea che la materia oscura possa essere influenzata dai neutrini.
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Tuttavia, è difficile vedere una galassia che non si è formata. Ecco perché i ricercatori suggeriscono invece di utilizzare come misura le onde gravitazionali create nelle fusioni di buchi neri. Con meno galassie ci sono meno fusioni e quindi meno onde gravitazionali.
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Le simulazioni mostrano che questo potrebbe essere un metodo efficace per conoscere la materia oscura. Gli attuali rilevatori di onde gravitazionali non sono abbastanza potenti da rilevare questi piccoli effetti, ma la prossima generazione di strumenti potrebbe essere utilizzata per questo scopo.
"La materia oscura rimane uno dei misteri duraturi nella nostra comprensione dell'universo", ha detto uno dei ricercatori, Sownak Bose della Durham University, in un dichiarazione. “Ciò significa che è particolarmente importante continuare a identificare nuovi modi per esplorare i modelli di materia oscura, combinando sia le sonde esistenti che quelle nuove per testare al meglio le previsioni dei modelli. L'astronomia delle onde gravitazionali offre un percorso per comprendere meglio non solo la materia oscura, ma la formazione e l'evoluzione delle galassie più in generale».
La ricerca è stata presentato al Convegno Nazionale di Astronomia 2023 il 5 luglio.
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