Le attuali teorie potrebbero non descrivere il nostro Universo in modo molto preciso. Credito d'immagine: Museo delle Belle Arti di Bruxelles e Space Telescope Institute. clicca per ingrandire
Un astronomo cinese dell'Università di St Andrews ha messo a punto la rivoluzionaria teoria della gravità di Einstein, creando una teoria "semplice" che potrebbe risolvere un oscuro mistero che ha sconcertato gli astrofisici per tre quarti di secolo.
Una nuova legge per la gravità, sviluppata dal dottor Hong Sheng Zhao e dal suo collaboratore belga dott. Benoit Famaey della Libera Università di Bruxelles (ULB), mira a dimostrare se la teoria di Einstein fosse effettivamente corretta e se il mistero astronomico di Dark Matter effettivamente esiste. La loro ricerca è stata pubblicata il 10 febbraio negli Stati Uniti Astrophysical Journal Letters. La loro formula suggerisce che la gravità diminuisce meno bruscamente con la distanza come in Einstein e cambia sottilmente dai sistemi solari alle galassie e all'universo.
Le teorie della fisica della gravità furono sviluppate per la prima volta da Isaac Newton nel 1687 e perfezionate dalla teoria generale della relatività di Albert Einstein nel 1905 per consentire la flessione della luce. Mentre è la prima forza conosciuta, la gravità è ancora un mistero con teorie ancora non confermate dalle osservazioni astronomiche nello spazio.
Il "problema" con le leggi dorate di Newton ed Einstein è mentre lavorano molto bene sulla terra, non spiegano il moto delle stelle nelle galassie e la curvatura della luce con precisione. Nelle galassie, le stelle ruotano rapidamente attorno a un punto centrale, tenuto in orbita dall'attrazione gravitazionale della materia nella galassia. Tuttavia gli astronomi hanno scoperto che si stavano muovendo troppo rapidamente per essere trattenuti dalla loro gravità reciproca - quindi non abbastanza gravità per tenere insieme le galassie invece le stelle dovrebbero essere gettate via in tutte le direzioni!
La soluzione a questo, proposta da Fritz Zwicky nel 1933, era che c'era materiale invisibile nelle galassie, che costituiva abbastanza gravità per tenere insieme le galassie. Poiché questo materiale non emette luce, gli astronomi lo chiamano "materia oscura". Si ritiene che rappresenti fino al 90% della materia nell'Universo. Tuttavia, non tutti gli scienziati accettano la teoria della materia oscura. Una soluzione rivale è stata proposta da Moti Milgrom nel 1983 e sostenuta da Jacob Bekenstein nel 2004. Invece dell'esistenza di materiale invisibile, Milgrom ha proposto che la comprensione della gravità da parte degli astronomi fosse errata. Ha proposto che un aumento della gravità della materia ordinaria sia la causa di questa accelerazione.
La teoria di Milgrom è stata elaborata da un certo numero di astronomi da allora e il dott. Zhao e il dott. Famaey hanno proposto una nuova formulazione del suo lavoro che supera molti dei problemi che le versioni precedenti hanno dovuto affrontare.
Hanno creato una formula che consente alla gravità di cambiare continuamente su varie scale di distanza e, soprattutto, si adatta ai dati per le osservazioni delle galassie. Adattare i dati della galassia allo stesso modo nel paradigma rivale di Dark Matter sarebbe difficile quanto bilanciare una palla su un ago, motivando i due astronomi a guardare un'idea di gravità alternativa.
La leggenda narra che Newton iniziò a pensare alla gravità quando una mela gli cadde in testa, ma secondo il dott. Zhao, “Non è ovvio come una mela cadrebbe in una galassia. La teoria del signor Newton sarebbe stata ampiamente cancellata: la sua mela sarebbe volata fuori dalla Via Lattea. Gli sforzi per ripristinare la mela su una bella orbita attorno alla galassia hanno portato nel corso degli anni a due scuole di pensieri: la materia oscura contro la gravità non newtoniana. Le particelle di materia oscura provengono naturalmente dalla fisica, con belle simmetrie e spiegano magnificamente la cosmologia; tendono ad essere ovunque. Il vero mistero è come tenerli lontani da alcuni angoli dell'universo. Anche Dark Matter viene di pari passo con Dark Energy. Sarebbe più bello se ci fosse una semplice risposta a tutti questi misteri ”.
Il dott. Zhao, un membro avanzato PPARC dell'Università di St. Andrews, School of Physics and Astronomy, e membro della Scottish Universities Physics Alliance (SUPA), ha proseguito “C'è sempre stata una buona possibilità che gli astronomi potessero riscrivere la legge di gravità. Abbiamo creato una nuova formula per la gravità che chiamiamo "la formula semplice" e che in realtà è un perfezionamento di Milgrom e di Bekenstein. Finora è coerente con i dati della galassia e se le sue previsioni sono ulteriormente verificate per il sistema solare e la cosmologia, potrebbe risolvere il mistero della materia oscura. Potremmo essere in grado di rispondere a domande comuni come se la teoria della gravità di Einstein sia corretta e se la cosiddetta materia oscura esista realmente ”.
“Una teoria della gravità non newtoniana è ora completamente specificata su tutte le scale da una funzione continua regolare. È pronto per la falsificazione di colleghi scienziati. È tempo di mantenere una mente aperta per i nuovi campi previsti nella nostra formula mentre continuiamo la nostra ricerca di particelle di materia oscura ".
La nuova formula sarà presentata ad un seminario internazionale presso il Royal Observatory di Edimburgo in aprile, che avrà l'opportunità di testare e discutere la teoria rielaborata. Il dott. Zhao e il dott. Famaey mostreranno la loro nuova formula a un pubblico di Dark Matter e esperti di gravità di dieci paesi diversi.
Il dottor Famaey ha commentato: "È possibile che né la teoria della gravità modificata, né la teoria della materia oscura, come sono formulate oggi, risolveranno tutti i problemi della dinamica galattica o della cosmologia. In linea di principio la verità potrebbe essere nel mezzo, ma è molto plausibile che ci manchi qualcosa di fondamentale sulla gravità e che sarà necessario un approccio teorico radicalmente nuovo per risolvere tutti questi problemi. Tuttavia, la nostra formula è così attraente in modo attraente che è allettante vederla come parte di una teoria fondamentale ancora sconosciuta. Tutti i dati della galassia sembrano essere spiegati senza sforzo ”.
Fonte originale: comunicato stampa PPARC
