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Materia oscura, pincipio di parità violato?

Immaginiamo che l’intero universo possa riflettersi in un gigante specchio. Anche in questa versione cosmica ‘capovolta’, in linea teorica, tutte le leggi della fisica resterebbero valide. Si tratta di una simmetria nota come principio di parità, che indica appunto la capacità di un fenomeno di ripetersi immutato dopo un’inversione delle coordinate spaziali. I fisici hanno trovato diverse prove della validità cosmica di questo principio. Ad esempio, è stato dimostrato che l’elettromagnetismo funziona allo stesso modo indipendentemente dal fatto che ci si trovi nel sistema originale o in un sistema a specchio in cui tutte le coordinate spaziali sono state capovolte.

Eppure, secondo un nuovo studio condotto dall’High Energy Accelerator Research Organization giapponese e dal Max Planck Institute for Astrophysics tedesco, la violazione della parità potrebbe essere la chiave per comprendere i più grandi misteri del cosmo: la materia e l’energia oscura. Insieme, questi due ineffabili ingredienti costituiscono oltre il 95% dell’universo. Il che significa che tutte le particelle osservate fino a oggi occupano uno scarso 5% della massa e dell’energia conosciute. Tutto il resto è ancora da capire.

La nuova ricerca, pubblicata su Physical Review Letters, afferma che la materia e l’energia oscura potrebbero causare una violazione del principio di parità. Gli scienziati affermano di aver trovato questa violazione nella cosiddetta radiazione cosmica di fondo (o Cmb, dall’inglese cosmic microwave background), ovvero la radiazione elettromagnetica residua prodotta dal Big Bang che ancora oggi permea l’Universo. In particolare, gli autori della ricerca si sono basati su misurazioni della Cmb effettuate dal satellite Planck dell’Esa.

La chiave di tutto è la luce polarizzata ‘intrappolata’ nella radiazione cosmica di fondo. La luce è un’onda elettromagnetica che si propaga. Quando è costituita da onde che oscillano in una direzione preferita, i fisici la definiscono ‘polarizzata’. Per intenderci, la luce che proviene dal Sole non è polarizzata perché è costituita da onde che si propagano in tutte le direzioni. Invece la luce di un arcobaleno è polarizzata perché le sue onde seguono una direzione definita, venendo disperse dalle goccioline d’acqua nell’atmosfera. Allo stesso modo, la luce dello sfondo cosmico a microonde è stata polarizzata quando è stata diffusa dagli elettroni, circa 400.000 anni dopo il Big Bang.

I dati di Planck mostrano che questa luce polarizzata, che ha viaggiato attraverso l’universo per 13,8 miliardi di anni, potrebbe aver interagito con la materia o l’energia oscura, che a sua volta avrebbero fatto ruotare il piano di polarizzazione. In altri termini, avrebbero violato il principio di parità.

Gli autori dello studio parlano di una precisione delle misure del 99,2% – esiste quindi ancora un certo margine di errore. Ma se questi dati fossero confermati, ecco che la violazione di una importante teoria della fisica classica potrebbe aiutare a risolvere l’enigma della materia e dell’energia oscura.

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