Scienziati dell'Università di York hanno elaborato un modello teorico innovativo destinato a rivoluzionare l'approccio allo studio della materia oscura, la misteriosa sostanza che costituisce circa l'85% di tutta la materia nell'universo. Per decenni, la cosmologia ha operato sulla base della convinzione che la materia oscura fosse totalmente invisibile, un fantasma cosmico che non interagisce con la luce in alcun modo: non la assorbe, non la emette né la riflette. La sua esistenza è stata finora dedotta unicamente e indirettamente attraverso l'influenza gravitazionale che esercita sulle galassie, causando la loro rotazione a velocità inaspettate, e sulle strutture cosmiche su larga scala. Questa nuova prospettiva offre un potenziale ponte tra l'invisibile e l'osservabile.
Il nuovo studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Physics Letters B, avanza un'ipotesi sorprendente che scardina il paradigma tradizionale: la luce, attraversando regioni ad alta densità di materia oscura, potrebbe subire una variazione cromatica estremamente sottile, manifestandosi come un leggero arrossamento o un impercettibile spostamento verso il blu. Il Dottor Mikhail Bashkanov, uno dei ricercatori chiave del progetto, chiarisce che questa non è un'interazione diretta, ma piuttosto un'influenza mediata da una complessa catena di eventi. Per illustrare la potenziale rete di interazioni, gli scienziati hanno utilizzato l'analogia della “regola dei sei gradi di separazione”, suggerendo che l'impatto sui fotoni avvenga tramite particelle intermediarie ben note del Modello Standard, come il bosone di Higgs o il quark top, che agirebbero da ponte tra la materia oscura e la luce visibile, modificandone impercettibilmente lo spettro.
L'esatto tipo di spostamento cromatico dipende strettamente dalla natura intrinseca delle particelle che compongono la materia oscura. Ad esempio, se la materia oscura fosse composta da Particelle Massicce a Interazione Debole (WIMPs), la luce potrebbe perdere fotoni blu ad alta energia durante il tragitto cosmico, risultando in una misurabile tonalità rossastra. Al contrario, se fosse l'interazione gravitazionale a dominare il meccanismo in quelle specifiche regioni, lo spostamento tenderebbe verso il blu. La variazione di lunghezza d'onda prevista da questo sofisticato modello teorico è incredibilmente esigua, stimata nell'ordine di 10⁻¹⁰–10⁻¹². Questa misurazione è di diversi ordini di grandezza inferiore alla sensibilità degli spettrometri attualmente in uso, il che pone una sfida tecnologica monumentale. Di conseguenza, per convalidare questa audace ipotesi e trasformarla in un dato osservativo concreto, saranno indispensabili telescopi di prossima generazione dotati di una precisione spettrale senza precedenti, capaci di cogliere variazioni così infinitesimali.
Se questa teoria dovesse ricevere la conferma sperimentale, rappresenterebbe una svolta epocale per l'astrofisica: la prima prova osservativa diretta dell'interazione della materia oscura con la luce. Ciò cambierebbe radicalmente le metodologie di ricerca cosmologica. Invece di concentrare gli sforzi, spesso infruttuosi, nella ricerca diretta di particelle in laboratori sotterranei profondi, gli scienziati avrebbero la possibilità di analizzare gli spettri luminosi provenienti da galassie e quasar estremamente distanti, individuando queste sottili “impronte digitali cromatiche” nel cosmo profondo. È fondamentale ricordare che, parallelamente a questo progresso teorico, la ricerca sperimentale prosegue con determinazione. A titolo di esempio, nel febbraio 2025, un gruppo internazionale di scienziati, utilizzando lo spettrografo a infrarossi WINERED, ha stabilito limiti rigorosi sulle proprietà delle particelle di materia oscura con masse comprese tra 1,8 e 2,7 electronvolt, sebbene non sia stato registrato alcun fenomeno di decadimento diretto, sottolineando la complessità della caccia a questa elusiva sostanza.