Mappatura della materia oscura nell'universo

Allarme!

Tutta la stampa ne ha parlato: abbiamo mappato l'invisibile. Yannick Meillier e il suo team, basandosi sugli effetti di lente gravitazionale che influenzano le immagini delle galassie, supponendoli dovuti a una materia che per il momento sfugge all'osservazione, hanno tracciato la prima mappa 3D di una parte dell'universo. Di conseguenza, il trambusto regna nei laboratori. Gli astrofisici, stimolati da questa iniziativa, sono pronti a inserire la materia oscura in tutti i loro modelli. I fisici teorici trovano un'imprevista opportunità per le particelle più esotiche che escono dalla loro immaginazione, come i "neutralini". Tutti si incontreranno il 13, 14 e 15 giugno prossimo all'università di Montpellier per discutere la possibilità di creare un laboratorio dedicato alle astroparticelle, che sarà sostenuto dall'INSU (Institut des Sciences de l'Univers, dipartimento del CNRS).

...................Di seguito, la famosa mappa:

La stessa, in sezione:

L'articolo di J.P.Petit, citato.

La versione divulgativa e il libro.

Ma, vox populi, vox dei, la riproduzione dell'articolo del Monde del venerdì 17 marzo 2000

Se la materia oscura devia il corso della luce, allora esiste davvero

La deformazione delle immagini delle galassie lontane dimostra l'esistenza di oggetti immensi invisibili.

Da anni, gli astronomi cercano di individuare la materia oscura (90% della materia nell'universo). Sono state avanzate molte ipotesi per spiegare la natura di questo mezzo che sfugge ai telescopi: oggetti massicci (nane brune) e particelle elementari (neutrini). Ma il conto non torna. Per questo si pensa che questa materia potrebbe essere fatta di particelle teoriche ancora da scoprire.

Gli astronomi sono certi: il 90% della materia dell'universo sfugge ai telescopi. Solo appaiono sulle immagini le galassie e i miliardi di stelle che le compongono, le nebulose scure o luminose che punteggiano il cielo e i giganteschi lampi di energia i cui meccanismi di produzione non sono del tutto compresi (...). Grazie ai progressi della tecnologia, nuove finestre si sono aperte nell'infrarosso, nell'ultravioletto, nei raggi X e nei raggi gamma. Più recentemente, gli astronomi hanno aperto l'astronomia dei neutrini, particelle fugaci che contribuirebbero sensibilmente alla massa dell'universo.
...Ma i teorici sanno bene che, nonostante questo, la maggior parte dell'universo sfugge alla comunità astronomica che non può accontentarsi del limitato terreno di esperienza -10% del totale- che le è offerto. Ecco perché da anni cerca di individuare questa famosa materia oscura, costituente principale del nostro universo. Un team dell'Istituto di Astrofisica di Parigi, associato ad astronomi francesi (CEA Saclay, Telescopio Canada-Francia-Hawaì (CFHT) e Laboratorio di Astronomia Spaziale di Marsiglia e stranieri (Canada, Germania, Stati Uniti), ha appena aperto una finestra su questo mondo. Prima di loro, un team britannico guidato da Richard Ellis (Cambridge e Caltech) e un team americano guidato da Tyson (Bell Labs, New Jersey), che entrambi confermano in parte questi risultati. ...Come hanno i ricercatori vinto l'invisibile e confermato l'esistenza di questa materia oscura? Facendo ricorso a un principio che dice che la luce si curva vicino a una grande massa di materia (Sole, braccio delle galassie), a causa della gravità. Questa ipotesi è stata verificata molte volte. Ma gli astronomi si sono chiesti se lo stesso effetto potesse essere osservato con la materia oscura, che si suppone essere poco densa e presente in quantità considerevoli. Se fosse così, questa materia oscura tradirebbe la sua presenza senza poter essere vista.

**"Astigmatismo cosmico".
**"Nel 1991, spiega Yannick Mellier, dell'Istituto di Astrofisica di Parigi, la teoria prevedeva che oggetti lontani come le galassie, a causa della presenza di grandi masse di materia oscura sul loro percorso, apparirebbero leggermente deformati e presenterebbero forme ellittiche allungate. Ma questo effetto di astigmatismo cosmico, secondo i calcoli, era così debole che rilevarlo era una gara di abilità. " Inoltre, i ricercatori allora mancavano di un modello teorico per validare eventuali misure, così come di telecamere sufficientemente performanti per realizzarle. Da allora, la telecamera CFH 12K è stata sviluppata e il canadese Ludovic Van Waerbeke ha sviluppato strumenti di elaborazione adatti a questo programma di ricerca. Dopo cinque anni passati ad analizzare le circa 200.000 galassie lontane fotografate dal telescopio Canada-Francia-Hawaì, i ricercatori sono finalmente riusciti nel loro intento. Sulle immagini del fondo del cielo prese dal CFHT appaiono oggi, dopo un trattamento appropriato, centinaia di piccole ellissi di colore verde acqua che sono altrettante galassie. ...Si può dedurre quindi che questo fenomeno sia effettivamente il risultato di un effetto gravitazionale sulla luce emessa dalle galassie? "Assolutamente (...), risponde Yannick Mellier. In assenza di materia sul percorso dei raggi luminosi -quindi senza effetto gravitazionale- anche le galassie ellittiche appaiono come piccoli punti rotondi. Nel caso contrario, l'immagine è coperta di piccole ellissi. Inoltre, l'effetto gravitazionale tende ad organizzare queste galassie. Un po' come un magnete che orienta la polvere di ferro lungo le linee del campo magnetico a cui è applicato".

**Particelle ancora sconosciute.
**Sono queste impercettibili deformazioni e questa riorganizzazione delle galassie che permettono di affermare che la luce è stata deviata dalla sua traiettoria da filamenti di materia diffusa e invisibile. Una materia la cui densità è bassa (a differenza di quella del Sole e degli ammassi di galassie)., ma i cui effetti sono comunque percepibili, a causa della loro considerevole estensione: 100 milioni e un miliardo di parsec (1 parsec equivale a 3,36 anni luce). A titolo di confronto, la nostra galassia misura solo 34.000 parsec nella sua lunghezza massima. ..Sul modello in tre dimensioni che l'équipe francese ha ricostruito al computer l'effetto è impressionante. Nel suo percorso verso di noi, la luce cambia costantemente direzione vicino a questi filamenti che formano come un tipo di gruyère nello spazio che occupano. Una struttura che racconta la storia dell'universo e rivela le condizioni iniziali della sua formazione. La materia oscura che sfugge ai nostri sguardi non è della stessa natura (barionica) di quella di cui sono fatti gli stellari e noi stessi. Secondo i teorici, sarebbe composta da particelle -wimps, assioni, particelle supersimmetriche, ecc...- ancora da scoprire. ..Una nuova porta si è appena aperta, agli astronomi di entrarvi. Dovrebbero farlo presto con l'attivazione, tra due anni al CFHT, di una telecamera quattro volte più grande, la MégaCam, sviluppata dal CEA di Saclay. In un futuro più lontano, si prevede di installare una rete di circa cento telescopi di un metro di diametro e il lancio di un satellite americano, Snapsat, dedicato alle stelle esplosive (supernove), ma anche in grado di tracciare gli effetti della materia oscura.

***Jean-François Augereau. ***

Non è così ovvio. Nel 1985 Bernard Fort, accompagnato da studenti, tra cui Yannick Meillier, scoprì a tre metri e sessanta di Hawaì, con una delle prime telecamere CCD, un arco gravitazionale nell'ammasso di galassie Abell 370. L'equipe impiegò tre anni per convincere la comunità astronomica che questo tipo di formazione corrispondeva effettivamente a un "effetto di lente gravitazionale". I calcoli basati su questa ipotesi conclusero che questa massa invisibile doveva essere localizzata molto vicino al centro dell'ammasso. Nel 1989 Fort e Meillier immaginarono un metodo che, sempre nell'ambito di questa ipotesi, permetteva di ricostruire la mappa della materia invisibile supposta produrre questo fenomeno. Ma già nel 1994 Fort e Meillier scoprirono vicino al centro di un altro ammasso un "oggetto" che metteva in dubbio la validità della loro metodologia. Si trattava di una "concentrazione di materia invisibile", localizzata e "pesata" grazie alle distorsioni che influenzavano le immagini delle galassie vicine, che non era associata a nessuna concentrazione di materia "convenzionale", emittente di luce. Perplessi, li misero da parte. Ma tre anni più tardi Yannick Meillier notò lo stesso fenomeno vicino all'ammasso Abell 1942 (vedere le immagini qui sotto). L'oggetto fu analizzato con altri strumenti, in altre frequenze, così come il suo ambiente. Questa volta, non c'era dubbio: la metodologia Meillier-Fort concludeva l'esistenza di una fantastica concentrazione di materia invisibile (5 10^14 volte quella del Sole, equivalente agli ammassi di galassie più grandi osservati), e questa in una regione perfettamente oscura.....

Ecco il commento di Bernard Fort, a proposito di questo fenomeno (estratto da Ciel et Espace, giugno 2000) :

....Il problema è che effettuando osservazioni in settori che rappresentano appena lo 0,01% della volta celeste, gli osservatori hanno già scoperto due oggetti di questo tipo. Sarebbe quindi molto probabile che l'aumento delle osservazioni, fornendo una mappa 3D di questa famosa materia oscura, avrebbe anche portato alla luce centinaia di "ammassi oscuri" o "concentrazioni nere", come ha deciso di chiamarli Bernard Fort. Allora non si capirebbe bene perché e come delle concentrazioni di materia equivalenti agli ammassi più ricchi conosciuti potrebbero influenzare gravitazionalmente i fotoni che passano vicino, ma non le galassie circostanti, o il gas che si trova ovunque. ....A meno che non ci siano due tipi di materie che fanno "camera separata", proprio così. Assegnando i "fenomeni di lente gravitazionale anomali" all'effetto della materia gemella, si arriva a interpretazioni completamente diverse, menzionate nel nostro libro "on a perdu la moitié de l'univers", Albin Michel, 1997. Così gli archi sarebbero dovuti non a concentrazioni di materia oscura ma a lacune nella distribuzione della materia gemella. Al contrario, questi "ammassi oscuri" potrebbero rivelare la presenza di "ammassi di materia gemella", formazioni primordiali, calde e "geometricamente invisibili). Per capire meglio, bisognerebbe ripetere uno studio simile a quello condotto per anni da Meillier e Fort, rivedere questa "mappatura dell'invisibile", ma assumendo che l'effetto sia dovuto non a una materia oscura, esotica o meno, ma alla materia gemella, la quale si comporta semplicemente, rispetto alla nostra, come se fosse costituita da particelle convenzionali, dotate di masse e di energie negative. Un bel argomento per una tesi per uno studente kamikaze (un qualificativo che si applica, al CNRS, a ogni studente che esce dai sentieri battuti).

Di seguito, una manifestazione recente dei sostenitori della materia oscura:

e una manifestazione dei sostenitori della materia gemella: