Un gruppo internazionale di scienziati, tra cui Stacy McGaugh, presidente dell’area astronomia della Case Western Reserve University, ha pubblicato una ricerca sostenendo che un’idea rivale della popolare ipotesi della materia oscura prevede in modo più accurato un fenomeno galattico che sembra sfidare le classiche regole della gravità.
Questo è significativo, dicono gli astrofisici, perché stabilisce ulteriormente l’ipotesi – chiamata dinamica newtoniana modificata (MOND), o “gravità modificata” – come una valida spiegazione per un dilemma cosmologico: che le galassie sembrano infrangere le regole della gravità a lungo accettate fatto risalire a Sir Isaac Newton alla fine del 1600.
Il mistero: per decenni abbiamo misurato più attrazione gravitazionale nello spazio di quanto pensiamo dovrebbe essercene, cosa che ci ha portato a pensare che non c’è abbastanza materia visibile o conosciuta per spiegare tutto.
Quindi, i sostenitori della materia oscura teorizzano che la maggior parte dell’universo conosciuto è in realtà fatto di materiale che non interagisce con la luce, rendendolo invisibile e non rilevabile, ma che questo materiale rappresenta gran parte dell’attrazione gravitazionale tra le galassie. È questa è la teoria maggiormente accreditata negli ultimi 50 anni.
L’ipotesi MOND, una contro spiegazione introdotta dal fisico Mordehai Milgrom del Weizmann Institute (Israele) all’inizio degli anni ’80, afferma che questa attrazione gravitazionale esiste perché le regole della gravità sono leggermente alterate. Invece di attribuire l’eccessiva attrazione gravitazionale a una materia oscura invisibile e non rilevabile, l’ipotesi MOND suggerisce che la gravità a basse accelerazioni è più forte di quanto sarebbe previsto da una pura comprensione newtoniana.
Inoltre, dall’ipotesi MOND deriva una previsione audace: i movimenti interni di un oggetto nel cosmo non dovrebbero dipendere solo dalla massa dell’oggetto stesso, ma anche dall’attrazione gravitazionale da tutte le altre masse nell’universo – chiamato “effetto di campo esterno” (EFE).
Milgrom ha detto che questo risultato, se confermato in modo robusto, sarebbe “la pistola fumante che prova che le galassie sono governate da dinamiche modificate piuttosto che obbedire alle leggi di Newton e della relatività generale“.
150 galassie testate per EFE
McGaugh e i suoi collaboratori, guidati da Kyu-Hyun Chae, della Sejong University in Corea del Sud, affermano di aver rilevato questo EFE in più di 150 galassie studiate.
I loro risultati sono stati pubblicati di recente su The Astrophysical Journal.
“L’effetto di campo esterno è una firma unica di MOND che non si verifica nella gravità di Newton-Einstein“, ha detto McGaugh. “Questo, nella teoria convenzionale, non ha alcuna analogia con la materia oscura. Il rilevamento di questo effetto è un vero grattacapo“.
Il team di sei astrofisici e astronomi comprende l’autore principale Chae e altri collaboratori dal Regno Unito, Italia e Stati Uniti.
“Ho lavorato con l’ipotesi che la materia oscura esista, quindi questo risultato mi ha davvero sorpreso“, ha detto Chae. “All’inizio ero riluttante a interpretare i nostri risultati a favore di MOND. Ma ora non posso negare il fatto che i risultati così come stanno supportano chiaramente MOND piuttosto che l’ipotesi della materia oscura“.
Analisi delle galassie rotanti
Il gruppo ha analizzato 153 curve di rotazione di galassie a disco come parte del loro studio. Le galassie sono state selezionate dal database Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), creato da un altro collaboratore, Federico Lelli, durante i suoi studi post-dottorato presso Case Western Reserve, McGaugh e dal coautore James Schombert, dell’Università dell’Oregon.
Oltre a Chae, McGaugh, Lelli e Schombert, gli autori della ricerca sono stati Pengfei Li della Case Western Reserve e Harry Desmonddell’Università di Oxford .
Gli scienziati hanno affermato di aver dedotto l’EFE osservando che le galassie con forti campi esterni rallentano (o hanno mostrato curve di rotazione declinanti) più frequentemente delle galassie con campi esterni più deboli, come previsto dalla sola ipotesi MOND.
Lelli si è detto inizialmente scettico sui risultati “perché si prevede che l’effetto del campo esterno sulle curve di rotazione sarà molto piccolo. Abbiamo passato mesi a controllare varie sistematiche. Alla fine, è diventato chiaro che avevamo un rilevamento reale e solido“.
McGaugh ha affermato che lo scetticismo fa parte del processo scientifico e comprende la riluttanza di molti scienziati a considerare l’ipotesi MOND come una possibilità.
“Vengo dallo stesso luogo di quelli della comunità della materia oscura“, ha detto. “Fa male pensare di poterci essere sbagliati così, ma Milgrom lo aveva previsto più di 30 anni fa con MOND. Nessun’altra teoria ha previsto il comportamento osservato“.
Riferimento: “Testing the Strong Equivalence Principle: Detection of the External Field Effect in Rotationally Supported Galaxies” di Kyu-Hyun Chae, Federico Lelli, Harry Desmond, Stacy S. McGaugh, Pengfei Li e James M. Schombert, 20 novembre 2020, The Giornale astrofisico.
