La gravità è così strana che essenzialmente costringe i cosmologi a sottoscrivere una delle due conclusioni altrettanto radicali: la materia oscura esiste, oppure le regole fondamentali della gravità necessitano di massicce revisioni. Per risolvere questo dibattito, gli scienziati hanno intrapreso la più grande indagine sulla gravità mai realizzata fino advert oggi, scoprendo che la vecchia saggezza della fisica period valida anche per le osservazioni più sconcertanti.
In uno studio pubblicato questa settimana su Lettere di revisione fisicaun staff internazionale di astronomi ha testato le osservazioni cosmiche confrontandole con la relatività generale di Albert Einstein, che si basa sulle leggi fondamentali della gravità di Isaac Newton. Ora, la relatività generale, che definisce la gravità come distorsioni dello spaziotempo, è tra le idee di maggior successo nella storia della scienza. La novità di questo studio è che dimostra in modo definitivo che anche le strutture più grandi e distanti nell’universo seguono regole di gravità simili a quelle che sperimentiamo quotidianamente.
Ciò mette un freno alle teorie various che tentavano di modificare le regole fondamentali della gravità per spiegare le incoerenze osservative in cosmologia. Cioè, le regole di base sono corrette: c’è semplicemente qualcos’altro che non vediamo. Molti scienziati dicono che questo “qualcosa” è la materia oscura.
“Con così tante domande senza risposta, la gravità rimane una delle aree di ricerca più affascinanti”, ha detto in una conferenza stampa Patricio Gallardo, uno degli autori dello studio e astrofisico dell’Università della Pennsylvania. dichiarazione. “È un campo naturalmente attraente.”
Qualcosa oltre
Negli anni ’70, la famosa astronoma Vera Rubin trovato che le galassie rotanti sembravano sfidare le leggi della gravità. Per inciso, la logica newtoniana afferma che le stelle più lontane dal centro di una galassia dovrebbero orbitare più lentamente delle stelle al centro, dove si concentra la luce stellare. Ma le osservazioni di Rubin rivelarono che period vero l’esatto contrario e che le stelle ai margini si muovevano altrettanto velocemente.
Secondo Gallardo, discrepanze simili si riscontrano con gli ammassi di galassie, alcuni dei quali viaggiano “troppo velocemente per la quantità di materia visibile che contengono”. “Questo è l’enigma centrale. O la gravità si comporta diversamente su scale molto grandi, oppure l’universo contiene materia aggiuntiva che non possiamo vedere direttamente.”
Entra nella materia oscura
La materia oscura, materiale invisibile che presumibilmente costituisce l’85% della massa dell’universo, è stata introdotta (in parte) per affrontare questo problema. Sebbene i ricercatori non abbiano trovato show dirette dell’esistenza della materia oscura, vi è un forte consenso sul fatto che la sua presenza risolva molti fenomeni inspiegabili nel cosmo.
Naturalmente, poiché dobbiamo ancora scoprire effettivamente la materia oscura, non tutti gli scienziati credono nella materia oscura molti propongono spiegazioni alternative. Tuttavia, molti studi recenti, come questa estesa mappa della materia oscura, arrivano costantemente a conclusioni a favore dell’esistenza della materia oscura.
Newton, Einstein, la gravità
Ciò embrace lo studio più recente, che ha raccolto dati sugli ammassi di galassie osservati dall’Atacama Cosmology Telescope (ACT) in Cile e dallo Sloan Digital Sky Survey nel New Mexico. I ricercatori hanno monitorato una particolare fonte di luce emessa circa 380.000 anni dopo il Huge Bang. Ogni volta che questa antica fonte di luce sorvola enormi ammassi di galassie, il suo movimento si deforma leggermente a causa degli effetti gravitazionali.
Nell’analisi, il staff ha misurato questi piccoli cambiamenti attraverso centinaia di migliaia di ammassi di galassie separati da decine di milioni di anni luce. I calcoli corrispondevano quasi perfettamente a ciò che le teorie di Newton ed Einstein avevano previsto riguardo all’influenza della gravità su questa sorgente luminosa.
“La nostra analisi qui è piuttosto generale: non si basa su una cosmologia specifica”, hanno osservato i ricercatori nell’articolo. Tuttavia, hanno aggiunto, le leggi di gravità modificate non hanno avuto lo stesso successo delle equazioni convenzionali. Pertanto, se le leggi della gravità vanno bene, la discrepanza deve risiedere in qualcosa che non vediamo, qualcosa come la materia oscura.
