Dal momento in cui Galileo Galilei, oltre 400 anni fa, decise di puntare il suo cannocchiale verso il cielo, dando idealmente inizio all’astronomia moderna, la nostra conoscenza dell’universo e della fisica alla base dei fenomeni cosmici è aumentata progressivamente fino a raggiungere, oggi, livelli di eccezionale precisione. Grazie a rivoluzioni concettuali, come la teoria della relatività generale di Albert Einstein, e a straordinari progressi tecnologici e osservativi, oggi (per citare solo qualche esempio) sappiamo che l’universo è in espansione accelerata, siamo in grado di rivelare onde gravitazionali e ogni sorta di segnale elettromagnetico proveniente anche da ben oltre la nostra galassia, abbiamo ricostruito la storia cosmica del nostro universo fino ai primi istanti successivi alla sua nascita e siamo persino in grado di ricostruire immagini dell’orizzonte degli eventi di buchi neri supermassicci.
Tuttavia, nonostante questi incredibili risultati, al momento conosciamo realmente solo il 5% della composizione dell’universo, corrispondente alla materia ordinaria di cui noi stessi siamo composti. Il resto è costituito dalla materia oscura, una forma di materia non visibile e osservabile solo in modo indiretto tramite i suoi effetti gravitazionali, e dall’energia oscura, una componente di energia responsabile dell’espansione accelerata dell’universo. Riuscire a capire la natura della materia oscura e dell’energia oscura rappresenta un problema ancora del tutto aperto, che costituisce una delle sfide più importanti della fisica contemporanea.