Il bosone di Higgs recentemente scoperto, che aiuta a dare alle particelle la loro massa, avrebbe potuto distruggere il cosmo poco dopo la sua nascita, facendo collassare l’universo subito dopo il Big Bang. Ma la gravità, la forza che tiene insieme pianeti e stelle, potrebbe aver impedito che questo accadesse, dicono gli scienziati.
Nel 2012, gli scienziati hanno confermato la scoperta del bosone di Higgs, a lungo cercato, noto anche con il suo soprannome di “particella di Dio”, al Large Hadron Collider (LHC), il più potente acceleratore di particelle del pianeta. Questa particella aiuta a dare massa a tutte le particelle elementari che hanno massa, come gli elettroni e i protoni. Le particelle elementari che non hanno massa, come i fotoni che compongono la luce, non ricevono massa dal bosone di Higgs.
Gli esperimenti che hanno rilevato il bosone di Higgs hanno rivelato che aveva una massa di 125 miliardi di elettronvolt, o più di 130 volte la massa del protone. Tuttavia, questa scoperta ha portato a un mistero: con quella massa, il bosone di Higgs avrebbe dovuto distruggere l’universo subito dopo il Big Bang.
Questo perché le particelle di Higgs si attraggono a vicenda ad alte energie. Perché questo accada, le energie devono essere straordinariamente alte, “almeno un milione di volte più alte di quelle che può raggiungere l’LHC”, ha detto a Space.com il co-autore dello studio Arttu Rajantie, un fisico teorico dell’Imperial College di Londra.
Dopo il Big Bang, però, c’era facilmente abbastanza energia per far sì che i bosoni di Higgs si attraessero a vicenda. Questo potrebbe aver portato il primo universo a contrarsi invece di espandersi, spegnendosi poco dopo la sua nascita.
“Il Modello Standard della fisica delle particelle, che gli scienziati usano per spiegare le particelle elementari e le loro interazioni, non ha finora fornito una risposta al perché l’universo non sia collassato dopo il Big Bang”, ha detto Rajantie in una dichiarazione.
Alcuni scienziati avevano suggerito che nuove leggi della fisica o particelle non ancora scoperte avrebbero potuto stabilizzare l’universo dal pericolo rappresentato dal bosone di Higgs. Ora Rajantie e i suoi colleghi hanno scoperto che la gravità potrebbe invece risolvere questo mistero.
La gravità è una conseguenza delle masse che deformano il tessuto dello spazio e del tempo. Per immaginarlo, pensate a come le palle da bowling deformano i tappetini di gomma su cui si appoggiano.
Il primo universo era molto denso perché non aveva ancora avuto la possibilità di espandersi molto. Questo significa che lo spazio-tempo era molto curvo allora.
I calcoli dei ricercatori hanno rivelato che quando lo spazio-tempo è molto curvo, il bosone di Higgs aumenta di massa. Questo avrebbe anche aumentato la quantità di energia necessaria per far sì che i bosoni di Higgs si attraessero l’un l’altro, impedendo qualsiasi instabilità che avrebbe potuto far collassare l’universo primordiale.
Ora che Rajantie e i suoi colleghi hanno rivelato che l’interazione tra la gravità e l’Higgs ha giocato un ruolo importante nell’universo primordiale, vogliono saperne di più sulla forza di questa interazione. Questo potrebbe includere lo studio di come l’universo primordiale si è sviluppato utilizzando i dati delle attuali e future missioni dell’Agenzia spaziale europea che mirano a misurare la radiazione cosmica di fondo a microonde, che costituiscono gli echi lasciati dal Big Bang, ha detto Rajantie. Potrebbe anche includere lo studio delle onde gravitazionali, che sono increspature invisibili nel tessuto dello spazio-tempo emesse da masse in accelerazione, ha detto.
La ricerca è dettagliata nell’edizione del 17 novembre della rivista Physical Review Letters.
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