Materia oscura: la rotazione delle galassie si orienta verso la gravità modificata

Anche se la materia oscura è una parte centrale del modello cosmologico standard, non è ancora privo di problemi. Continuano ad esserci fastidiosi misteri, non ultimo il fatto che gli scienziati non hanno trovato prove particellari dirette di ciò. Nonostante le numerose ricerche non sono state trovate particelle di materia oscura. Proprio per questo alcuni astronomi preferiscono un’alternativa, come la dinamica newtoniana modificata (MoND) o il modello gravitazionale modificato.

Un nuovo studio sulla rotazione galattica sembra supportarli. L’idea di MoND è stata ispirata proprio da quest’ultima. La maggior parte della materia visibile in una galassia è raggruppata nel mezzo, quindi ci aspetteremmo che le stelle più vicine al centro abbiano velocità orbitali più elevate rispetto alle stelle più lontane, simili ai pianeti del nostro sistema solare.

Gravità modificata, una possibile spiegazione della materia oscura dalle galassie

Invece quello che osserviamo è che le stelle in una galassia ruotano tutte all’incirca alla stessa velocità. La soluzione della materia oscura è che le galassie siano circondate da un alone di materia invisibile, ma nel 1983 Mordehai Milgrom sostenne che questo modello gravitazionale doveva essere sbagliato. A distanze interstellari, l’attrazione gravitazionale tra le stelle è essenzialmente newtoniana. Quindi, piuttosto che modificare la relatività generale, Milgrom ha proposto di modificare la legge di gravità universale di Newton. Piuttosto che la forza di attrazione come una pura relazione inversa del quadrato, la gravità ha una piccola attrazione residua indipendentemente dalla distanza.

Questo residuo è solo di circa 10 trilionesimi di G, ma è sufficiente per spiegare le curve di rotazione galattica. Ovviamente se modifichiamo anche un piccolo termine della gravità dobbiamo anche modificare per forza l’equazioni di Einstein. Quindi MoND è stato generalizzato in vari modi, come AQUAL, che sta per una lagrangiana quadratica. Sia AQUAL che il modello LCDM standard possono spiegare le curve di rotazione galattica osservate, ma ci sono alcune sottili differenze. Quindi i ricercatori di questo studio hanno esaminato le curve di velocità ad alta risoluzione di 152 galassie osservate nel database Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC).

Hanno trovato un cambiamento in accordo con AQUAL. I dati sembrano supportare la gravità modificata rispetto alla cosmologia della materia oscura standard. Il risultato è entusiasmante, ma non ribalta definitivamente la materia oscura. Il modello AQUAL ha i suoi problemi, come il suo disaccordo con la lente gravitazionale osservata dalle galassie.

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