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Il motore segreto che fa pulsare l’Universo

C’ è un gran caos nel cosmo, tra buchi neri, supernove e particelle che schizzano in tutte le direzioni. Gli scienziati cercano di scoprire le regole che governano questa confusione titanica e mirano a stabilire dei punti fermi. Solo che ogni tanto qualcuno di questi crolla. Magari per colpa di osservazioni impertinenti, come quelle recentissime di un esperimento di nome «Pamela». Dalla sua orbita, fra i 350 e i 610 chilometri di altezza, l’«enfant terrible» fa notare che c’è qualcosa che non torna nel comportamento dei raggi cosmici e di conseguenza le forze dell’Universo che li fanno muovere devono essere diverse da quelle che si pensava. È un terremoto che scuote certezze consolidate e che è appena stato annunciato sulla rivista «Science».

«Pamela» (cioè Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics) è il risultato di una collaborazione internazionale in cui spiccano ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e di diversi enti di ricerca russi. La sua missione è ambiziosa: deve osservare il comportamento delle particelle che si aggirano per il cosmo, possibilmente aiutando a rispondere a grandi interrogativi. Ad esempio è stata concepita per studiare la materia oscura (che i fisici ritengono esistere, ma di cui ignorano le caratteristiche), l’antimateria (identica alla normale materia, se non per alcune caratteristiche opposte), i raggi cosmici (formati da particelle cariche che viaggiano nello Spazio) e anche il comportamento del Sole, di cui «Pamela» può osservare le intemperanze grazie alla sua postazione privilegiata lontano dal filtro dell’atmosfera terrestre.

Verso la fine del 2008 si era già parlato di «Pamela», perché una sua osservazione aveva fatto sperare che si fosse riusciti ad identificare almeno in parte l’inafferrabile materia oscura. Restava però aperta l’ipotesi che l’esperimento avesse invece individuato particelle prodotte dalle pulsar e oggi è verso questa tesi che propendono molti ricercatori.

Con l’annuncio di questi giorni, però, Pamela si sta prendendo una buona rivincita. Le sue ultime osservazioni, infatti, minano le certezze sul funzionamento di uno dei meccanismi di base dell’Universo: quello che lo fa agire come un immenso acceleratore, impartendo spinte titaniche a particelle cariche come protoni, nuclei atomici ed elettroni e trasformandole in raggi cosmici che corrono a rotta di collo nel cosmo. Per renderci conto della forza di questo meccanismo, basti pensare che la potenza dell’Universo come acceleratore di particelle può essere stimata centinaia di milioni di volte superiore a quella di Lhc, il più grande acceleratore mai costruito dall’uomo e in funzione al Cern di Ginevra.

«I ricercatori hanno sempre creduto a un paradigma, cioè che l’accelerazione delle particelle che compongono i raggi cosmici avesse origine nell’esplosione delle supernove. L’onda d’urto creata in queste esplosioni avrebbe accelerato le particelle cariche dello strato più esterno della supernova, come pure quelle che si trovavano nei paraggi, proprio come avviene all’interno degli acceleratori qui sulla Terra», spiega Piergiorgio Picozza, responsabile di «Pamela». Stando a ciò che ha registrato l’esperimento i conti, però, non tornano. Protoni e nuclei di elio, infatti, risultano accelerati in maniera diversa e, come se non bastasse, sia gli uni che gli altri sembrano poter subire accelerazioni ulteriori, non riconducibili a un’unica spinta iniziale, per quanto immane.

«Non possiamo escludere che l’esplosione delle supernove sia uno dei motori che fanno sì che l’Universo si comporti come un acceleratore di particelle, ma questi dati ci costringono a rinunciare alla certezza secondo cui sarebbero stati l’unico», dice Picozza. Forse protoni e nuclei di elio sono accelerati in esplosioni diverse: i primi soprattutto da supernove più piccole, che li contengono in maggiore quantità, e i secondi da supernove più grandi. Entrambi i tipi di particelle potrebbero poi ricevere una spinta aggiuntiva, quando capita loro di attraversare bolle di plasma che si ritiene siano responsabili di turbolenze cosmiche.

L’Universo, insomma, è un oceano solcato da tempeste che ancora non sospettiamo. Per ora ci limitiamo ad osservarlo dalla spiaggia, lasciandoci lambire dalle sue acque, mentre «Pamela» ci grida da un po’ più lontano che cosa appare all’orizzonte.

Fonte: Link

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