La gravità modificata potrebbe spiegare la materia oscura

L’esistenza della materia oscura è supportata da una vasta gamma di osservazioni, per questo fa parte del modello standard della cosmologia. La materia oscura non è stata osservata direttamente, quindi a volte anche i suoi  sostenitori sono spinti ​​a considerare altre alternative.
L’alternativa più nota si chiama Modified Newtonian Dynamics (MoND), o “Gravità modificata”. Le prove che abbiamo sulla materia oscura presuppongono che la nostra comprensione della gravità sia corretta. Sia la gravità newtoniana che la relatività generale sono state confermate da molte osservazioni, quindi l’ipotesi della materia oscura è perfettamente in linea. Ma MoND presume che a un livello fondamentale la nostra comprensione della gravità sia approssimativa.
Le teorie gravitazionali di Newton ed Einstein dipendono da un fenomeno noto come principio di forte equivalenza. Cioè, la massa inerziale di un oggetto e la sua massa gravitazionale sono proporzionali. Il risultato di questo principio è che tutta la materia cade alla stessa velocità in un campo gravitazionale. Questo effetto è stato confermato dai cosiddetti esperimenti di Eötvös. Il principio di forte equivalenza è vero entro una parte su 10 ¹⁴ , che è l’attuale limite di osservazione.
Nelle versioni più comuni di MoND, la massa inerziale di un oggetto non è proporzionale alla massa gravitazionale a causa “dell’effetto del campo esterno”. Nella fisica newtoniana, la massa inerziale di un oggetto è una proprietà intrinseca che esiste indipendentemente da tutto ciò che lo circonda. In MoND, la massa inerziale dipende dalla massa gravitazionale dell’oggetto e dall’attrazione gravitazionale netta dal resto dell’universo. In altre parole, la massa inerziale è una proprietà emergente piuttosto che intrinseca.
La Modified Newtonian Dynamics o MoND è stata introdotta per spiegare il moto della materia nelle galassie. Nella maggior parte delle galassie, gran parte della materia visibile è concentrata vicino al nucleo. Le stelle vicino al centro di una galassia dovrebbero muoversi più velocemente delle stelle presenti al bordo, proprio come i pianeti interni del nostro sistema solare si muovono più velocemente dei pianeti esterni. Ma ciò che osserviamo è che le stelle nella maggior parte delle galassie tendono a muoversi a velocità simili indipendentemente dalla loro distanza dal centro. In astronomia, si afferma che la curva di rotazione osservata non corrisponde alla previsione.
Il modello della materia oscura le curve sono spiegate dal fatto che la stessa materia oscura comprende la maggior parte della materia presente in una galassia e la circonda formando un alone, quindi la maggior parte della materia non è concentrata al centro. MoND spiega le curve assumendo che l’attrazione gravitazionale di altre galassie modifichi la massa inerziale delle stelle più lontane dal centro, motivo per cui si muovono più velocemente del previsto.
Ma se MoND è corretto, dovrebbe esserci una correlazione tra la curva di rotazione di una galassia e la distribuzione di altre galassie vicine. È qui che entra in gioco questo nuovo studio. Il team ha utilizzato il database Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC) per studiare le curve di rotazione di 175 galassie. Hanno confrontato la curva di rotazione di ciascuna galassia con la distribuzione media delle galassie vicine. Se il modello della materia oscura è corretto, la distribuzione delle galassie vicine non dovrebbe influenzare la curva di rotazione. Se MoND è corretto, la distribuzione e l’effetto di campo esterno (EFE) risultante dovrebbero influenzare le curve.
Sorprendentemente, lo studio ha trovato un chiaro effetto. Nelle galassie con i campi esterni più forti, l’EFE è stato confermato con una confidenza da 8 a 11 sigma. Gli esperimenti vengono generalmente considerati confermati se l’effetto è superiore a 5 sigma. Il team inoltre non ha visto un effetto curva per le galassie con campi esterni deboli. Nel complesso questa è davvero una buona prova per un singolo studio. Inoltre, il team si aspettava che questo studio smentisse MoND, quindi sono altrettanto sorpresi dai risultati ottenuti.
Nel complesso lo studio è interessante. Non smentisce la materia oscura, poiché numerosi studi ne supportano gli effetti, ma supporta un aspetto della gravità modificata. È un risultato inaspettato e deve essere studiato ulteriormente. Il MoND è stato a lungo sottovalutato dagli astronomi, ma questo studio mostra che potrebbe avere ancora grande utilità.
Fonte: https://www.universetoday.com/149416/new-data-supports-the-modified-gravity-explanation-for-dark-matter-much-to-the-surprise-of-the-researchers/