Un nuovo modello dell’Universo suggerisce che la modifica della teoria della gravità di Newton potrebbe eliminare la necessità della materia oscura. Il modello si basa invece su una forma di gravità non ancora scoperta per spiegare alcune delle osservazioni attribuite a questa misteriosa sostanza.
I risultati potrebbero spiegare le caratteristiche mostrate da una forma di radiazione chiamata Cosmic Microwave Background (CMB) che permea l’intero Universo ed è un residuo fin dai suoi primi istanti, senza la necessità che la materia oscura esista.
Un documento che descrive in dettaglio la ricerca scritta dai ricercatori dell’Accademia ceca delle scienze Constantinos Skordis e Tom Zlosnik è pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica.
“Il vantaggio del nuovo modello è che è in grado di adattarsi ai dati cosmologici su larga scala, come il fondo cosmico a microonde, che altri modelli di gravità modificati prima di esso non erano in grado di fare”, ha detto Skordis. Newssettimana.
Attualmente, gli astronomi usano la materia oscura per spiegare i fenomeni osservati nello spazio che non possono essere spiegati dalle quantità misurate di materia quotidiana “normale” che esiste nelle galassie.
Ad esempio, alla velocità di rotazione delle galassie, l’influenza gravitazionale delle stelle e di altra materia visibile nelle galassie non dovrebbe essere sufficiente a impedire loro di allontanarsi. Ciò porta alla necessità di una forma di materia che non possiamo vedere fornendo un’influenza gravitazionale che tiene letteralmente insieme le galassie.
Poiché non possiamo vedere questa materia, ciò porta alla conclusione che non reagisce con la luce come la materia che comprende le stelle, il fuel cosmico e la polvere, i pianeti e noi. Da qui il nome materia oscura.
Poiché non abbiamo ancora rilevato direttamente la materia oscura e ne abbiamo solo misurato l’influenza, alcuni ricercatori ipotizzano che potrebbe non esistere affatto e suggeriscono invece che le nostre idee sulla gravità potrebbero essere errate.
Questo porta alla creazione di teorie MODificate della Dinamica Newtoniana, o MOND, teorie che rivedono il nostro concetto di gravità per spiegare gli effetti osservati della materia oscura senza la necessità di questa misteriosa sostanza.
Il problema è che mentre i modelli MOND in passato hanno avuto un certo successo nello spiegare come le galassie si tengono insieme e altre caratteristiche dell’Universo attribuite alla materia oscura, hanno faticato a spiegare le caratteristiche viste nelle radiazioni lasciate dai primi momenti della storia dell’Universo.
La CMB è stata creata mentre l’Universo neonato si espandeva e si raffreddava al punto che la luce poteva attraversarlo liberamente.
Questo è noto come “l’ultima dispersione” ed è definito come il momento in cui l’Universo è passato da opaco a trasparente. Segna l’ultimo momento in cui i fotoni, le particelle fondamentali della luce e altre particelle, erano alla stessa temperatura.
Poiché si trova quasi uniformemente in tutto l’Universo, la CMB fa parte della struttura su larga scala che altri modelli MOND non sono riusciti a spiegare.
Herschel/ESA
La teoria suggerita da Skordis e Zlosnik riprende un’concept comune a molti modelli MOND, l’concept che la gravità sia in realtà creata da tre campi invece che da due.
Uno di questi campi, suggeriscono gli autori, ha un valore in ogni punto, come la temperatura. L’altro assume due valori in ogni punto, proprio come un’auto in viaggio ha velocità e direzione. Il terzo è un campo utilizzato nelle teorie gravitazionali commonplace non-MOND.
“In altre parole, non abbiamo sostituito il solito campo gravitazionale con altri due, anzi, lo abbiamo esteso aggiungendone altri due”, ha detto Skordis. “Il modo in cui i tre campi si interconnettono crea la forza gravitazionale totale generata dalla materia normale”.
Hanno quindi aggiunto parametri a questo modello di gravità a due campi che suggeriscono campi gravitazionali nell’universo primordiale che imitano le caratteristiche attribuite alla materia oscura. I due hanno poi visto il loro modello evolversi nel tempo vedendo la gravità trasformarsi in una forza simile a quella descritta in altri modelli MOND. Una forza che può spiegare la distribuzione della CMB.
Il prossimo passo nella verifica del modello potrebbe essere confrontarlo con fenomeni che esistono nell’Universo che i modelli di materia oscura hanno faticato a spiegare.
Il workforce potrebbe avere ancora molta strada da fare prima che il loro modello MOND convinca i ricercatori advert abbandonare del tutto la materia oscura. Lo stesso Skordis sottolinea che non interromperà ancora il lavoro sulle teorie della materia oscura a favore delle MOND.
“Lavoro con MOND e modelli di materia oscura, quindi non mi schiero”, ha concluso. “Tutto ciò che può far progredire la nostra comprensione dell’Universo è interessante.”
L. Calçada/ESO
AGGIORNAMENTO 26/10/21 7:37 ET: questo articolo è stato aggiornato per includere una citazione di Skordis per spiegare che la sua teoria utilizza tre campi anziché due.