"Senza comprendere la materia oscura, non comprendiamo l'universo": un astrofisico colombiano riceve una borsa di studio dalla NASA

Il NASA Hubble Fellowship Program (NHFP) è un programma di sovvenzioni della NASA che mira a promuovere l'eccellenza e la leadership nell'astrofisica supportando ricercatori eccezionalmente promettenti e innovativi.

Oltre 650 candidati hanno gareggiato per le sovvenzioni del 2025, che forniranno ai ricercatori fino a tre anni di supporto per il loro lavoro presso un'istituzione statunitense.

La NASA ha recentemente annunciato i nuovi destinatari del programma: 24 ricercatori che, suddivisi in tre sottocategorie, lavoreranno per contribuire a rispondere alle tre principali domande scientifiche che l'agenzia cerca di affrontare sull'universo: come funziona? Come siamo arrivati ​​qui? E siamo soli?

"La Classe 2025 del Programma NASA Hubble Fellowship è composta da eccezionali ricercatori in astrofisica", ha dichiarato Shawn Domagal-Goldman, direttore ad interim della Divisione di Astrofisica presso la sede centrale della NASA a Washington. "Questa classe di borsisti, selezionati tramite un concorso, ispirerà le generazioni future attraverso i prodotti della loro ricerca e condividendone i risultati con il pubblico. Il loro impegno aiuterà la NASA a mantenere la sua leadership globale nella ricerca astrofisica spaziale", ha aggiunto il direttore.

Tra questo gruppo selezionato quest'anno c'è un colombiano. Nicolás Garavito Camargo , fisico dell'Università Nazionale e laureato in Fisica presso l'Università delle Ande, ha completato il dottorato presso l'Università dell'Arizona ed è attualmente ricercatore post-dottorato a New York. Con questa borsa di studio, l'astrofisico, nato a Valencia (Venezuela) ma cresciuto a Bogotà, riceverà tre anni di finanziamento completo per sviluppare progetti sulla materia oscura presso l'Università del Maryland.

Questo riconoscimento lo rende il terzo colombiano a ricevere questa onorificenza (in precedenza l'avevano ricevuta Paola Pinilla, sempre dell'Uniandes, e Andrés Izquierdo dell'Università di Antioquia).

Garavito, 36 anni, ha parlato con EL TIEMPO dell'importanza di ricevere questo sostegno per la sua carriera, dei misteri che ancora avvolgono la materia oscura e delle sorprendenti scoperte che, secondo lui, stupiranno la comunità scientifica nei prossimi anni.

A scuola non ero molto disciplinato. Non mi piaceva la fisica, ma ero appassionato di matematica e non ero bravo nelle altre materie. Ma poi ho avuto un bravo insegnante di fisica, Juan Carlos Prieto, che mi ha motivato molto. Mi piaceva la fisica perché penso che affrontasse domande che, per me, erano fondamentali per la nostra vita, come cos'è l'universo, come funziona, perché i pianeti ruotano attorno alle stelle. Quella era la mia motivazione, e non mi vedevo fare nessun altro tipo di lavoro; non mi vedevo in un ufficio a lavorare dalle 9 alle 5; volevo qualcosa che mi desse più libertà.

Sono molto motivato ad avere tempo e, soprattutto, mi dà l'indipendenza di lavorare sugli argomenti che mi interessano. Sono molto felice di avere questa opportunità, ma so anche che, sebbene si tratti di una borsa di studio speciale, molte persone ricoprono posizioni simili. Per me, rappresenta anche una grande responsabilità lavorare, produrre risultati e fare ricerca, perché si tratta di denaro che normalmente proviene dalle tasse che la gente paga qui negli Stati Uniti. Credo che sia anche il riconoscimento dell'importanza del lavoro scientifico e del suo ruolo nella società, quindi è fondamentale che continui a essere finanziato.

Sono specializzato nello studio di come le galassie, e in particolare la Via Lattea, dove viviamo, interagiscono con le galassie vicine. Questo è particolarmente importante perché questa interazione è mediata da qualcosa che non conosciamo, la materia oscura, che possiamo misurare gravitazionalmente. Possiamo misurarne la quantità che causa il movimento delle stelle lungo le loro orbite. Studio come queste galassie satellite perturbano la nostra galassia, e lo faccio con modelli e simulazioni al computer.

Vorrei sottolineare due cose. La prima è un risultato che ho pubblicato nel 2019. Prima, pensavamo che la Via Lattea non fosse perturbata da nessuna galassia, che fosse in uno stato di equilibrio. Quello che ho fatto è stata una previsione secondo cui in realtà è perturbata da una galassia chiamata Nube di Magellano, che è più piccola della Via Lattea ed è chiamata galassia satellite perché orbita attorno alla nostra galassia. Ho fatto delle previsioni su come sta perturbando la nostra galassia, e poi queste ipotesi sono state confermate, ad esempio, dai dati di un telescopio chiamato Gaia, che è fondamentalmente una mappa della Via Lattea. È stato molto interessante perché non si tratta solo di vedere che ci sono perturbazioni, ma possono anche dirci come è distribuita la materia oscura nella nostra galassia.

L'altra scoperta è correlata perché la nostra galassia ha diverse galassie satellite più piccole in orbita attorno ad essa che alla fine si fonderanno con la Via Lattea. Ciò che rende uniche queste galassie è una distribuzione atipica, nel senso che si trovano su un piano e ruotano, come i pianeti del sistema solare. Questa distribuzione delle galassie satellite non è comune e non si sa come si sia formata. Un'altra cosa che abbiamo fatto in un articolo del 2021 è stata affermare che il moto rotatorio che osserviamo non è intrinseco. Non è che queste galassie satellite stiano effettivamente ruotando, ma piuttosto che la nostra galassia si muove di un moto circolare. È come quando sei su una giostra e vedi tutto muoversi all'esterno, ma sei tu quello che gira.

In realtà, dovrebbe essere chiamata materia trasparente. È un termine dato a un tipo di materia che non possiamo vedere, ma ci sono molte prove che debba esistere. L'intera galassia è circondata da un alone chiamato materia oscura, che contiene l'85% della massa dell'universo. Il restante 15% è ciò che vediamo come materia, come le stelle o ciò di cui siamo fatti. Abbiamo molte prove della sua presenza, ma non sappiamo cosa sia. Ci sono due idee principali su cosa potrebbe essere: una è un tipo di particella che non emette luce, ma non sappiamo quali proprietà abbiano queste particelle. Stiamo usando molti rivelatori per vedere se possono essere osservate, ma non hanno avuto successo. L'altra idea potrebbe essere che siano modifiche alle leggi di Newton ed Einstein sul funzionamento della gravità, che potrebbero non comportarsi allo stesso modo su scale più piccole, quindi pensiamo che ci sia più materia, ma in realtà la gravità funziona in modo diverso.

È difficile rispondere, ma è chiaro che ci sono dati in aumento e, in linea di principio, possono almeno aiutare a dimostrare o confutare le ipotesi che esistono in entrambi gli scenari. Ad esempio, i rivelatori di particelle hanno escluso molte ipotesi su quale tipo di particella potrebbe essere la materia oscura perché non sono state rilevate.

Ci sono stati davvero molti nuovi telescopi che ci hanno permesso di vedere di più, di misurare meglio la materia oscura. Per il mio campo di ricerca, concentrandomi maggiormente sulla Via Lattea, il telescopio Vera Rubin, ad esempio, è un telescopio che sarà molto importante perché ci permetterà di misurare le distanze di stelle molto distanti nella nostra galassia. Queste stelle sono ciò che ci permette di mappare la distribuzione della materia oscura nella nostra galassia. Per fare un esempio: se Bogotà fosse la nostra galassia, finora siamo stati in grado di misurare con grande precisione le distanze all'interno di un singolo quartiere, come La Candelaria, ma le galassie che si trovano a sud o a nord, sebbene possiamo vederle, non possiamo ancora determinarne con precisione le distanze. Questo è importante perché con queste informazioni possiamo tracciare una mappa della città e, analogamente, a livello galattico, con quelle stelle possiamo determinare la forma della nostra galassia, i suoi confini. Creare quella mappa sarà molto importante anche per sapere dove si trova la materia oscura.

Vorrei sapere cos'è la materia oscura. Penso che sarebbe una super scoperta perché ci permetterebbe di imparare due cose. Primo, scoprire un nuovo tipo di particella o particelle, e questa sarebbe una nuova scienza, una nuova fisica che al momento non esiste. Sarebbe una scoperta gigantesca. Oppure, d'altra parte, scoprire come funziona la gravità. Se la gravità funziona davvero su diverse scale galattiche. Scoprirlo sarebbe anche molto importante per la nostra comprensione dell'universo. Da qualsiasi prospettiva, ci sarà nuova fisica, e penso che ci permetterà sempre di capire di più sull'universo, ma può anche avere molte più applicazioni nella nostra vita quotidiana. Ad esempio, la Relatività Generale di Einstein ha molte applicazioni nella nostra vita quotidiana, nel funzionamento dei satelliti, nel funzionamento del GPS: tutto questo ha quella scienza alle spalle.

Se non capiamo cos'è la materia oscura, c'è una parte enorme del funzionamento dell'universo che non comprendiamo.