La maggior parte dell'universo è invisibile: il paradosso cosmico della misteriosa materia oscura

La domanda che sorge è perché? Perché così tanta materia oscura rispetto alla molto meno abbondante ordinaria materia visibile. A fronte di un 27% di materia oscura, la materia visibile ammonta ad appena il 5%. Poi l’energia oscura la fa da padrona con il suo rimanente 68%.

La risposta a questo perché forse per il momento la possiamo cercare in ambito religioso-filosofico, più che scientifico.

Tuttavia, grazie all’attività degli scienziati, gli astronomi in questo caso, si stanno sempre più delineando le conseguenze di questa sproporzione. Sembra che sia proprio grazie a questa sproporzione se oggi noi esistiamo. Grazie all’abbondanza di materia oscura, la materia visibile ordinaria, cioè quella costituita di protoni, neutroni ed elettroni, inizialmente diluita e dispersa nell’Universo è stata concentrata in mega-strutture, divenendo sufficientemente vicina da permettere alle sue proprietà gravitazionali attrattive di dare vita a stelle, galassie e ammassi di galassie.

E grazie alla formazione delle stelle, resa possibile dalla materia oscura, si sono formati tutti gli elementi (quelli della tavola periodica) con cui poi si è formata la vita prima e l’uomo dopo.

I recenti progressi sulla materia oscura

La ricerca sulla materia oscura continua e con notevoli progressi. L’ultimo è stato ottenuto recentemente da osservazioni effettuate con il telescopio spaziale James Webb, operando in coordinamento con altri 15 telescopi da Terra.

E’ stata osservata una regione di cielo, pari a circa 2 volte e mezza le dimensioni della Luna piena, in direzione della costellazione del Sestante. La stessa regione, osservata dal telescopio Hubble nel 2007, aveva mostrato indizi della presenza di materia oscura.

In questa regione James Webb ha rilevato la presenza di oltre 800 mila galassie con un livello di dettaglio doppio rispetto alle precedenti osservazioni di Hubble del 2007. Dal percorso descritto dalla luce emessa da queste galassie gli astronomi hanno ottenuto una mappa della materia oscura presente in quella regione dell’Universo, la più dettagliata finora ottenuta.

Ma se la materia oscura è invisibile, come possiamo determinare la sua posizione e distribuzione nello spazio così da farne una mappa?

Ricorriamo ad un esempio per capire come vedere la materia oscura senza vederla. Immaginate in un grande parcheggio di osservare una macchina che si muove a zig-zag per evitare il pali dell’illuminazione. Però, mentre il guidatore riesce a vedere i pali, per un qualche motivo per noi sono invisibili. Tuttavia, sebbene invisibili, dalla traiettoria seguita dalla macchina ne possiamo dedurre la posizione (in semplici parole, quando la macchina devia è perché lì c’è un palo).

La materia oscura, così come l’ordinaria materia visibile, deforma lo spazio e quindi altera il percorso della luce. Proprio da queste deviazioni gli astronomi hanno ricostruito la deformazione dello spazio e quindi la posizione della materia oscura che lo deforma, riuscendo a farne una dettagliata mappa.

La prima mappa dettagliata della materia oscura

La scoperta più interessante ottenuta confrontando la mappa della materia oscura con la mappa della materia visibile è che queste si sovrappongono. Non che abbiano la stessa forma, ma dove c’è materia visibile c’è materia oscura.

Ricordiamo che la materia oscura ha proprietà attrattive (a differenza di quelle repulsive dell’energia oscura). Pertanto, l’idea che vien fuori da questo studio è che la materia oscura, molto più abbondante nell’Universo, abbia fatto da aggregante per la materia ordinaria. Essa ha fatto concentrare la materia ordinaria inizialmente dispersa, sufficientemente da permetterle di interagire con se stessa gravitazionalmente così da avviare i processi di formazione di ammassi di galassie, di galassie, di stelle, perfino di pianeti.

Questo significa che se l’Universo è così come lo conosciamo è stato grazie al ruolo chiave svolto dalla materia oscura che con le sue proprietà di attrazione ha avvicinato a sé la materia ordinaria, sufficientemente vicino da farla poi interagire gravitazionalmente per formare le strutture.

Allora si spiega che lì dove c’è concentrazione di materia, ad esempio un ammasso di galassie, vi si trova concentrazione di materia oscura che ha fatto da aggregante iniziale.

Pur essendo costituita di particelle che scarsamente interagiscono con gli atomi, l'immensa quantità di materia oscura con la sua forza gravitazionale attrattiva ha plasmato l’Universo, dandone la forma che oggi conosciamo.

Riferimento allo studio

"An ultra-high-resolution map of (dark) matter" Scognamiglio, D. et al. Nat Astron (2026). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02763-9