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Chi immagina l’universo come un posto poco accogliente trova conferme nei numeri, e la cosiddetta dimensione oscura è l’ipotesi che sta provando a mettere ordine in quel disagio cosmico. Secondo le stime attuali circa il 70% di ciò che compone il cosmo è energia oscura, la spinta ignota che allarga lo spazio, mentre un altro 25% è materia oscura, la sostanza misteriosa che tiene insieme le galassie. Restano briciole per tutto il resto, stelle comprese. E l’idea che sta guadagnando terreno tra i teorici è che quei due ingredienti non siano estranei tra loro, ma facce della stessa medaglia.
Precisazione utile: né l’una né l’altra sono davvero “oscure”, sono invisibili. Non emettono luce, non la riflettono, non la assorbono, e fino a oggi nessuno è riuscito a osservarle direttamente. Per decenni sono state trattate come entità separate, unite solo dalla comune sfuggevolezza. Poi sono arrivate le osservazioni astronomiche degli ultimi anni e il quadro ha iniziato a scricchiolare.
Quando l’energia oscura smette di essere costante
Nel 2024 la collaborazione dello Instrumento Spettroscopico per l’Energia Oscura, nota come DESI, ha trovato indizi che l’intensità dell’energia oscura, la famosa “costante cosmologica”, non fosse poi così costante. Uno studio del 2025, basato su oltre il doppio dei dati, è arrivato alla stessa conclusione. I risultati suggeriscono che dopo un massimo raggiunto circa 2 miliardi di anni fa l’energia oscura abbia cominciato a indebolirsi. Il problema è la fase precedente, quella in cui invece si sarebbe rafforzata, mettendo in difficoltà la legge di conservazione dell’energia.
I fisici chiamano questa anomalia ingresso nel regime fantasma. L’immagine usata è quella di una palla che rotola in salita: possibile, sì, ma solo se qualcosa oltre alla gravità la sta spingendo. Per un numero crescente di teorici quel qualcosa è il legame con la materia oscura. “Anche se gli scienziati hanno dato per scontato che energia oscura e materia oscura non abbiano nulla a che fare l’una con l’altra, si può immaginare un caso in cui una influenzi l’altra. E non sarebbe sorprendente che fossero entrambe manifestazioni di una teoria unificata dell’universo oscuro”, osserva Tim Tait, fisico delle particelle all’Università della California, Irvine.
Interazioni oscure e tensione di Hubble
L’idea circola da tempo. Nel 2005 Justin Khoury, dell’Università della Pennsylvania, con due coautori si chiese se potesse esistere una forma di energia oscura la cui densità cresce nel tempo. La risposta: sì, se le due componenti si influenzano a vicenda si ottiene un comportamento che sembra fantasma senza esserlo. “È il modo più naturale e semplice di ottenerlo”, ha spiegato Khoury, che dopo i dati DESI ha costruito con due colleghi un modello basato su un analogo del settore oscuro della cromodinamica quantistica, dove densità dell’energia oscura e massa della materia oscura variano insieme.
Un altro lavoro, pubblicato a gennaio su Physical Review D, propone che la materia oscura abbia ceduto una piccola frazione della propria energia all’energia oscura in un’epoca passata. “La materia oscura è il principale freno all’espansione dell’universo”, ha detto Elsa Teixeira, cosmologa dell’Università di Montpellier, e un freno che si allenta significa espansione che accelera. Lo stesso modello aiuta con una spina nel fianco della cosmologia, la tensione di Hubble: il tasso di espansione misurato nell’universo primordiale e quello misurato con le supernove differiscono di circa il 9%.
Per David Andriot, del CNRS francese, il comportamento fantasma nasce da un problema di contabilità: “Qualsiasi cambiamento nella massa della materia oscura è stato incluso nella categoria energia oscura”. Cumrun Vafa, di Harvard, è più diretto: “L’idea di poter calcolare l’energia oscura indipendentemente dalla materia oscura è sbagliata”.
Gravitoni che scappano altrove
Qui entra in scena la teoria delle stringhe, che prevede sei o sette dimensioni oltre alle tre spaziali e al tempo. Tutte piccolissime, vicine alla scala di Planck, circa 10 alla meno 35 metri. Nel 2022 Vafa e collaboratori hanno proposto che una di queste, la dimensione oscura, sia molto più grande, dell’ordine del micron. I gravitoni, le particelle teoriche della gravità, potrebbero filtrare là dentro acquistando massa e diventando gravitoni oscuri, capaci di svolgere il ruolo che assegniamo alla materia oscura.
“Esiste un accoppiamento molto naturale tra energia oscura e materia oscura”, ha commentato Georges Obied, dell’Università di Chicago. In un articolo di luglio 2025, Obied e Vafa insieme ad Alek Bedroya di Princeton e David Wu di Harvard hanno mostrato che lo scenario regge il confronto con i dati DESI, con intensità dell’energia oscura e massa della materia oscura in calo lento. “Non è sorprendente che non l’avessimo visto finora, perché il tasso di variazione è minimo. Abbiamo dovuto aspettare l’intera età dell’universo per rilevare qualcosa di così piccolo”, ha aggiunto Vafa.
Un test astrofisico esiste già, per curiosa coincidenza. Nel 2006 Marc Kamionkowski, oggi alla Johns Hopkins, e Michael Kesden, dell’Università del Texas a Dallas, immaginarono due galassie che si avvicinano: se la materia oscura si attirasse più fortemente della materia ordinaria, dietro una delle due si formerebbe una particolare coda di marea, una scia di stelle, gas e polvere. Hanno cercato quell’effetto e non lo hanno trovato, fissando così un limite superiore all’intensità della forza.
