0320. Si può definire meglio l'evoluzione dell'Universo partendoda una maggiore conoscenza dei neutrini?

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Sarei curioso di sapere se, riuscendo a conoscere la massa (ammesso che ci sia) dei neutrini delle tre generazioni, si possa arrivare a definire meglio l’evoluzione dell’ Universo. Ovvero: si può determinare una teoria sull'Universo partendo da una maggiore conoscenza dei neutrini? (Emanuele Ripiccini) (2207_3138_5411)

 

sem_esperto_verdeI neutrini sono importanti nello studio dell'universo sia perché sono una spia della sua origine, sia perchè possono dirci qualcosa sulla sua evoluzione. Al tempo del Big Bang icona_esperto[186] si sono formate molte particelle elementari instabili, le quali dopo una vita di qualche miliardesimo di secondo ( 10-9 s) si sono trasformate in altre particelle, anch'esse instabili, fino ad arrivare alle sole tre particelle stabili che esistono in natura e cioè protone , elettrone , neutrino . Gli elettroni e i protoni si sono compattati attraverso forze elettromagnetiche  e nucleari a formare la materia. I neutrini sono invece rimasti nell'Universo e ve ne sono attualmente qualche migliaio per centimetro cubo. Questi neutrini vengono detti neutrini fossili in quanto residui di eventi molto lontani nel tempo, avvenuti nei primi momenti di vita del nostro universo. Questi neutrini fossili sono appunto l’analogo particellare della radiazione di fondo icona_glossario che pervade tutto l’universo.

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Poster del progetto “Fisica in autobus” per il WYP2005 dedicato a “Fisica ascolta l' universo”.

Per quanto riguarda l'evoluzione dell'universo, fino a quando non sono stati disponibili i risultati prima dell'esperimento spaziale icona_pdf italo-americano icona_linkesterno Boomerang icona_linkesterno, i neutrini avevano una grande importanza nelle teorie dell’evoluzione perché, se essi avessero avuto una massa anche di pochi elettronvolt icona_glossario, avrebbero deciso per un Universo chiuso, cioè un Universo che ad un certo momento nella sua espansione icona_esperto[191] sarebbe stato richiamato dalle forze gravitazionali e quindi a poco a poco si sarebbe ricompattato, (Big Crunchicona_glossario) formando alla fine icona_esperto[243] nuovamente una materia con caratteristiche analoghe a quella di prima del Big Bang icona_glossario icona_glossario. Questo aspetto della teoria era basata proprio dalla quantità enorme di neutrini presenti nell'universo. La situazione e' cambiata dopo l'esperimento Boomerang il quale e' riuscito ad osservare segnali che provengono da alcuni milioni di anni luce. Significa che Boomerang ha osservato il comportamento dell'Universo di alcuni milioni di anni fa, il tempo cioè richiesto alle radiazioni ad arrivare fino a noi. Questo esperimento ha portato ad un'importantissima scoperta e cioè che esiste nell'Universo un'energia sconosciuta icona_esperto[188], che viene chiamata "energia oscura" icona_esperto[191], la quale è responsabile del 70% di tutta l'energia presente nell'universo!

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Poster del progetto “Fisica in autobus” icona_linkesternoper il WYP2005 icona_wy2005 dedicato a “Fisica luminosa per natura”.

La presenza di tale energia “il peso dell’Universo” fa si che l'Universo non sia in espansione con velocità costante, come dovrebbe essere se il suo moto fosse originato solamente dall'evento iniziale, ma sia in espansione accelerata. La scoperta dell'esistenza di questa enorme energia fa passare in secondo piano la forza attrattiva dei neutrini, anche dando loro una massa che presumibilmente sarà di qualche elettronvolt (indicazione che viene dal fenomeno dell'oscillazione icona_esperto[108] ).

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Ricordiamo inoltre anche che i neutrini hanno un ruolo molto importante nella formazione delle galassie, sia per quanto riguarda il passato che il presente, ma questa è un'altra storia.

Gianpaolo Bellini – Fisico


 

 

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