Carocci editore - Dietro le quinte dell’universo

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Dietro le quinte dell’universo

Gianfranco Bertone

Dietro le quinte dell’universo

Alla ricerca della materia oscura

Edizione: 2018

Collana: Sfere (130)

ISBN: 9788843089932

In breve

Una scoperta straordinaria ha scosso le fondamenta della cosmologia e della fisica delle particelle: l’universo è permeato di una sostanza sconosciuta e inafferrabile, diversa da qualsiasi forma di materia mai osservata con i telescopi o misurata nei laboratori. Si chiama materia oscura e costituisce una delle sfide più complesse e importanti della scienza moderna. Nel libro, che ha vinto in Francia il premio Ciel & Espace come miglior testo di astronomia, Gianfranco Bertone, prendendo in prestito concetti e idee dall’arte e dalla letteratura, illustra in termini non tecnici la corsa in atto in tutto il mondo per rivelare la natura della materia oscura e le implicazioni di vasta portata di questa incredibile scoperta.


Già all’inizio del Novecento alcuni astronomi avevano notato strane anomalie nel moto dei corpi celesti e alla fine del secolo la comunità scientifica fu messa di fronte a una scoperta del tutto inaspettata: l’universo sembra essere costituito in larga parte di una sostanza sfuggente e misteriosa, fondamentalmente diversa da qualsiasi forma di materia mai osservata con i nostri telescopi o misurata nei nostri laboratori.

Identificarne la natura della materia oscura rappresenta una delle sfide più complesse e importanti della scienza moderna. La sua esistenza è molto più di una curiosità accademica, in quanto la materia oscura costituisce l’impalcatura invisibile che sostiene tutte le strutture nell’universo. Se scomparisse improvvisamente da una galassia come la nostra Via Lattea, vedremmo le stelle che la compongono schizzare via come proiettili nello spazio intergalattico!

Le conseguenze di questa scoperta sono sorprendenti. Lo straordinario spettacolo offerto dal cosmo – la danza dei pianeti intorno alle stelle, le delicate sfumature delle nebulose planetarie, i poderosi getti lanciati dai buchi neri nello spazio interstellare e il mistero stesso della nostra esistenza – si svolge su un colossale palcoscenico fatto di invisibili aloni di materia oscura. E noi, in quanto esseri umani, siamo fatti di una sostanza relativamente rara nell’universo: siamo “speciali”, in un senso nuovo e del tutto inaspettato.

Negli ultimi anni abbiamo imparato molto circa le proprietà della materia oscura. Per esempio, abbiamo misurato precisamente la sua quantità nell’universo, e adesso sappiamo che è molto più abbondante rispetto alla materia “normale”, fatta di atomi. E sappiamo altresì che non può essere composta di nessuna delle particelle fondamentali individuate finora nei nostri laboratori. Scoprirne la vera natura significherebbe, perciò, scoprire qualcosa di completamente nuovo e inesplorato.

È per questo oggi in atto una sorta di gigantesca caccia al tesoro, che coinvolge scienziati di tutto il mondo, e che si svolge in laboratori di ricerca posti in luoghi insoliti e spettacolari, come nelle profondità del ghiaccio antartico, e in orbita attorno alla Terra.

In questo libro, rivolto al lettore comune interessato a conoscere le più recenti scoperte scientifiche in fisica e astronomia, descriverò le osservazioni che hanno permesso di scoprire l’esistenza della materia oscura, e le strategie proposte dai fisici per andare “dietro le quinte dell’universo”, al fine di identificarne la natura. Sosterrò che stiamo per assistere a una vera e propria rivoluzione scientifica: sono passati trent’anni da quando le principali teorie sulla natura della materia oscura sono state proposte, e due generazioni di fisici hanno escogitato metodi sperimentali sempre più avanzati per dimostrare nei loro laboratori l’esistenza di questa misteriosa sostanza. È giunto ora il tempo di escludere queste teorie e di passare a nuove idee, o di scoprire finalmente la materia oscura e spianare così la strada a una nuova era di cosmologia e fisica delle particelle.

Indice

Prefazione
1. Un oscuro mistero

Uno sguardo dietro le quinte/Scongiurare la paura dell’ignoto/Alla ricerca della materia oscura/La rivoluzione imminente
2. Nascosti nell’oscurità
Vedere l’invisibile/Un’impalcatura oscura/Universi tascabili/Il gatto di Confucio
3. Mostri
Un paesaggio familiare/Le Colonne d’Ercole/Terra incognita/Inseguire mostri
4. Lo spettacolo cosmico
Su il sipario/Prologo/La trama/I protagonisti
5. La fabbrica di materia oscura
L’anello/Verso l’ignoto/Il bosone di Higgs/La paura inespressa
6. Miniere sotterranee con vista
Alti e bassi/Il tedesco/L’inoperoso e lo straniero/Il momento della verità
7. Segnali dal cielo
Messaggeri di antimateria/Lampi nel ghiaccio/Buchi neri e altri mostri
8. Uno sguardo al futuro
Il momento della verità/Lo scenario da incubo/Le conseguenze del successo/E quindi?
Note
Indice analitico