Per decenni, astronomi, fisici e cosmologi hanno supposto che l’universo fosse pieno di strana materia chiamata “materia oscura” che spiega lo strano comportamento gravitazionale delle galassie e dei loro ammassi.
La materia oscura costituisce i tre quarti di tutta la materia nell’universo, secondo modelli matematici.
Ma non è stato completamente visto o spiegato.
E mentre la materia oscura è diventata la teoria dominante per spiegare uno dei più grandi misteri dell’universo, alcuni scienziati hanno cercato spiegazioni alternative sul perché le galassie si comportano in quel modo.
Ora, un team internazionale di scienziati afferma di aver trovato nuove prove che la materia oscura potrebbe non esistere davvero, dopotutto.
Nella ricerca Pubblicato a novembre sull’Astrophysical Journal, Gli scienziati hanno riportato lievi discrepanze nelle velocità orbitali di stelle lontane che ritengono rivelino un debole effetto gravitazionale e che potrebbero porre fine alle nozioni tradizionali di materia oscura.
Lo studio suggerisce che una comprensione scientifica incompleta della gravità è la ragione dietro quella che sembra essere la forza gravitazionale delle galassie e degli ammassi di galassie, non le enormi nubi di materia oscura.
Ciò potrebbe significare che la matematica pura, non la materia invisibile, potrebbe spiegare perché le galassie si comportano in questo modo, ha detto il coautore dello studio Stacey McGough, che dirige il dipartimento di astronomia presso la Case Western Reserve University di Cleveland.
La nuova ricerca indica che i segni di una debole marea gravitazionale, nota come “effetto di campo esterno” o EFE, possono essere osservati statisticamente alle velocità orbitali delle stelle in più di 150 galassie.
Gli autori affermano che l’effetto non può essere spiegato dalle teorie della materia oscura, ma può essere previsto attraverso la cosiddetta teoria della dinamica newtoniana modificata, o MOND.
“Quello che stiamo veramente dicendo è che ci sono prove convincenti di una contraddizione”, ha detto McGough.
“Quello che vedi non è quello che ottieni, se tutto quello che sai sono Newton ed Einstein.”
“Quello che vedi non è quello che ottieni, se tutto quello che sai sono Newton ed Einstein.”
Gli astronomi hanno da tempo ipotizzato che le stelle orbitino attorno ai centri delle galassie alle velocità previste dalla teoria della gravità formulata dal fisico e matematico inglese Isaac Newton più di 300 anni fa.
Newton ha basato la sua teoria secondo cui i corpi si attraggono a vicenda con forze diverse a seconda delle loro masse sulle osservazioni delle orbite planetarie.
Con i miglioramenti dalle teorie del fisico tedesco di origine tedesca del XX secolo Albert Einstein, rimangono sorprendentemente accurati.
Ma le osservazioni dell’astronomo svizzero Fritz Zwicky, che all’epoca era al California Institute of Technology, sul gruppo di galassie in coma negli anni ’30 hanno scoperto che erano soggette a forze gravitazionali maggiori del previsto.
Ha attribuito l’effetto a “dunkel (kalt)”, una parola tedesca che significa “sostanza oscura (fredda)”.
Quando gli astronomi americani Vera Rubin e Kent Ford scoprirono anomalie nelle orbite delle stelle nelle galassie negli anni ’70, molti scienziati presumevano che fossero causate da masse di “materia oscura” invisibile dentro e intorno alle galassie, e da allora l’idea ha dominato l’astrofisica.
Cos’è la materia oscura?
Secondo alcune stime, la materia oscura costituisce circa l’85% di tutta la materia nell’universo.
Si dice che interagisca solo con la luce e la materia visibile attraverso la gravità e spieghi le anomalie osservate nelle galassie lontane.
Ma non è mai stato visto, eppure nessuno ha spiegato completamente come potrebbe essere Candidati della materia oscura Le particelle deboli, o WIMPS, includono: Buchi neri primordiali E il Neutrini.
Monde ha coniato negli anni ’80 il fisico israeliano Murdhi Milgram per spiegare le discrepanze osservate senza materia oscura.
Suggerisce che la gravità causa un’accelerazione molto piccola, che Newton ed Einstein non avevano previsto, a livelli bassi che possono essere visti solo in oggetti delle dimensioni di una galassia.
Ciò significa che non è richiesta alcuna interpretazione della materia oscura.
Ad oggi, MOND è sopravvissuto a numerosi test scientifici, sebbene molti scienziati affermino che non possa interpretare le osservazioni Blocco di piombo Collisione galattica, per esempio.
McGough ammette che MOND è una visione minoritaria dell’astrofisica e che la maggior parte degli scienziati preferisce la presenza della materia oscura.
Era un’idea che preferiva fino a quando non iniziò a cambiare idea circa 25 anni fa.
Disse: “Una volta avrei detto le stesse cose: è stato assolutamente dimostrato che esiste la materia oscura, quindi non preoccuparti”.
Ma molte delle previsioni di MOND si vedono nelle osservazioni astronomiche e Ultime ricerche È un’ulteriore prova di ciò, ha detto.
“Mond è l’unica teoria che ha funzionato in questo modo”, ha detto McGough.
“È l’unica teoria che di routine ha realizzato tutte le aspettative”.
Feedback sulla ricerca
La nuova ricerca ha detto “un caso molto interessante”. Matthias BartlemanProfessore di Astrofisica Teorica all’Università di Heidelberg, Germania.
La materia oscura potrebbe essere spiegata da una diversa legge di gravità? Sarebbe molto importante per la cosmologia e per la fisica delle particelle, se possibile.
Dubita, tuttavia, che l ‘”effetto di campo esterno” riportato nella nuova ricerca sia davvero una previsione unica per MOND e che non possa essere spiegato da alcune teorie concorrenti.
Poiché la teoria di Monde è stata formulata per spiegare i contrasti rotazionali nelle galassie, si prevede che testarla nelle galassie produrrà risultati convincenti.
Invece, MOND dovrebbe essere testato con successo su altri oggetti, come gli ammassi di galassie, ha detto.
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