Materia oscura: nuovi dati mettono in discussione la sua esistenza

Usando la lente gravitazionale, gli scienziati hanno scoperto che la materia oscura può estendersi per oltre un milione di anni luce dai centri galattici, proponendo aggiustamenti significativi alle nostre teorie gravitazionali o al concetto stesso di materia oscura.

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Curve galattiche piatte sfidano la materia oscura

Una nuova ricerca rivoluzionaria ha rivelato che le curve di rotazione delle galassie rimangono piatte per un tempo indefinito, corroborando le previsioni della teoria della gravità modificata come alternativa alla materia oscura.

Questa scoperta mette in discussione i modelli cosmologici esistenti e suggerisce che gli aloni di materia oscura sono molto estesi oppure che la nostra comprensione della teoria gravitazionale necessita di una rivalutazione fondamentale.

In una scoperta rivoluzionaria che sfida la comprensione convenzionale della cosmologia, gli scienziati della Case Western Reserve University hanno portato alla luce nuove prove che potrebbero rimodellare la nostra percezione del cosmo.

Tobias Mistele, uno studioso post-dottorato presso il Dipartimento di Astronomia del College of Arts and Sciences della Case Western Reserve, ha aperto la strada a una tecnica rivoluzionaria che utilizza la “lente gravitazionale” per approfondire l’enigmatico regno della materia oscura. Egli ha scoperto che le curve di rotazione delle galassie rimangono piatte per milioni di anni luce senza fine in vista.

In precedenza gli scienziati credevano che le curve di rotazione delle galassie dovessero diminuire man mano che si scruta lo spazio.

Tradizionalmente, il comportamento delle stelle all’interno delle galassie ha lasciato perplessi gli astronomi. Secondo la gravità newtoniana, le stelle sui bordi esterni dovrebbero essere più lente a causa della diminuita attrazione gravitazionale. Questo  non è stato osservato, portando alla deduzione della materia oscura. Ma anche gli aloni di materia oscura dovrebbero finire, quindi le curve di rotazione non dovrebbero rimanere piatte indefinitamente.

L’analisi di Mistele ha sfidato questa aspettativa, fornendo una rivelazione sorprendente: l’influenza di quella che chiamiamo materia oscura si estende ben oltre le stime precedenti, ovvero per almeno un milione di anni luce dal centro galattico.

Un effetto così a lungo raggio potrebbe indicare che la materia oscura, come la intendiamo noi, potrebbe non esistere affatto.

Mistele ha dichiarato: “Questa scoperta sfida i modelli esistenti, suggerendo che esistano aloni di materia oscura molto estesi o che dobbiamo rivalutare radicalmente la nostra comprensione della teoria gravitazionale”.

Stacy McGaugh, professoressa e direttrice del Dipartimento di Astronomia del College of Arts and Sciences, ha affermato che le scoperte di Mistele, la cui pubblicazione è prevista sull’Astrophysical Journal Letters, spingono i confini tradizionali: “Le implicazioni di questa scoperta sono profonde. Non solo potrebbe ridefinire la nostra comprensione della materia oscura, ma ci invita anche a esplorare teorie alternative sulla gravità, sfidando il tessuto stesso dell’astrofisica moderna”.

Modellazione debole della curva di rotazione della lente. Credito: Case Western Reserve University
Modellazione debole della curva di rotazione della lente. Credito: Case Western Reserve University

Lente gravitazionale svela segreti cosmici: la materia oscura vacilla

La tecnica principale utilizzata da Mistele nella sua ricerca, la lente gravitazionale, è un fenomeno previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein. Essenzialmente, si verifica quando un oggetto massiccio, come un ammasso di galassie o anche una singola stella massiccia, devia il percorso della luce proveniente da una sorgente distante. Questa deflessione della luce avviene perché la massa dell’oggetto deforma il tessuto dello spaziotempo attorno ad esso. Tuttavia, la deflessione della luce da parte delle galassie persiste su scale molto più grandi del previsto.

Come parte della ricerca, Mistele ha tracciato su un grafico quella che viene chiamata relazione Tully-Fisher per evidenziare la relazione empirica tra la massa visibile di una galassia e la sua velocità di rotazione.

Egli ha spiegato: “Era chiaro che una relazione del genere esistesse. Tuttavia, non era prevedibile che questo rapporto si mantenesse costante su distanze così elevate. Fino a che punto si può osservare questo comportamento? Questa è la domanda cruciale, poiché non può persistere all’infinito.”

Mistele ha affermato anche che la sua scoperta sottolinea la necessità di ulteriori esplorazioni e collaborazioni all’interno della comunità scientifica e della possibile analisi di altri dati.

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Rivalutazione delle teorie sulla materia oscura

McGaugh ha sottolineato gli sforzi erculei – ma finora infruttuosi – compiuti dalla comunità internazionale della fisica delle particelle per rilevare e identificare le particelle di materia oscura: “O gli aloni di materia oscura sono molto più grandi di quanto ci aspettassimo, oppure l’intero paradigma è sbagliato”.

Ed ha concluso: “La teoria che ha previsto in anticipo questo comportamento è la teoria della gravità modificata MOND ipotizzata da Moti Milgrom come alternativa alla materia oscura nel 1983. Quindi, l’interpretazione ovvia e inevitabilmente controversa di questo risultato è che la materia oscura è una chimera; forse le prove a sostegno di questo puntano a qualche nuova teoria della gravità oltre quella che ci ha insegnato Einstein”.

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