La materia oscura è uno dei più grandi misteri dell’astronomia. E se non esistesse? Trovata una prova che rilancia Mond, un’ipotesi alternativa
La “materia oscura” è senza dubbio uno dei misteri astronomici più importanti a cui si vorrebbe dare una soluzione nei prossimi anni. Si ipotizza che sia materia che agisce gravitazionalmente sulla materia ordinaria, ma al momento non sappiamo cosa sia. Se ne ipotizza l’esistenza perché la sua azione si fa sentire, ad esempio, sul movimento delle stelle delle galassie, compresa la Via Lattea. Negli ultimi anni però sono state avanzate anche ipotesi per spiegare il movimento “anomalo” delle stelle che non fanno riferimento alla materia oscura, ma ad altri fenomeni.
Ora un gruppo internazionale di scienziati, tra cui Stacy McGaugh, della Case Western Reserve University, ha pubblicato una ricerca dove si sostiene che un’idea rivale alla popolare ipotesi della materia oscura sia più reale di quanto si pensava finora. L’ipotesi alternativa prevede l’esistenza di un fenomeno galattico che sembra sfidare le classiche regole della forza di gravità. Sostiene infatti, che l’ipotesi chiamata “dinamica newtoniana modificata (MOND), o “gravità modificata” – possa essere una spiegazione reale.
La galassia NGC 2275, fotografata dal telescopio spaziale Hubble il 2 luglio 2020. ESAHubble & NASA, J. Lee and the PHANGS-HST Team; Acknowledgment Judy Schmidt (Geckzilla)
L’ipotesi MOND è stata introdotta dal fisico Mordehai Milgrom del Weizmann Institute (Israele) all’inizio degli anni ’80 e afferma che l’attrazione gravitazionale di cui sarebbe causa la materia oscura esiste perché le regole della gravità non sono esattamente come quelle avanzate da Newton, ma leggermente diverse. Invece di attribuire l’eccessiva attrazione gravitazionale che si osserva nelle galassie ad una “materia oscura invisibile e non rilevabile”, MOND suggerisce che la “gravità a basse accelerazioni” è più forte di quanto sarebbe previsto da una pura applicazione della teoria newtoniana. In altre parole l’azione della gravità di galassie lontanissime da una galassia è di molto superiore a quanto prevede la gravità di Newton. La MOND ha fatto una previsione audace: i movimenti interni di un oggetto nel cosmo (ossia quel che succede all’interno di una galassia, per esempio) non dipendono solo dalla massa dell’oggetto stesso, ma anche dall’attrazione gravitazionale da tutte le altre masse nell’universo, un fenomeno chiamato “effetto di campo esterno” (EFE).
Milgrom ha detto che i risultati, se confermati ulteriormente, sarebbero “la pistola fumante che provano che le galassie sono governate da dinamiche modificate piuttosto che dalle leggi di Newton e della relatività generale“. McGaugh e i suoi collaboratori hanno affermato in una ricerca pubblicata su The Astrophysical Journal di aver rilevato l’effetto EFE in più di 150 galassie studiate. Spiega McGaugh: “’L’effetto di campo esterno’ è una firma a favore di MOND che non si verifica nella gravità di Newton-Einstein. La rilevazione di questo effetto è un vero grattacapo per chi era scettico sulla teoria MOND”.
Spiega Kyu-Hyun Chae, della Sejong University in South Korea, autore principale della ricerca: “Ho lavorato con l’ipotesi che la materia oscura esiste realmente, quindi essere giunto a dover dire che non esiste è un risultato mi ha davvero sorpreso. Inizialmente, ero riluttante a interpretare i nostri risultati a favore di MOND. Ma ora non posso negare il fatto che i risultati così come sono supportano chiaramente MOND piuttosto che l’ipotesi della materia oscura”.
Il gruppo di lavoro ha analizzato 153 curve di rotazione delle galassie attorno al loro centro che erano state scelte dal catalogo Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), il quale riporta con estrema precisione il movimento delle galassie ed era stato creato da un altro collaboratore, Federico Lelli, durante i suoi studi post-dottorato presso la Case Western Reserve. Anche Lelli ha detto che inizialmente era molto scettico dei risultati ottenuti “perché si prevede che l’effetto del campo esterno sulle curve di rotazione debba essere molto piccolo. Abbiamo passato mesi a controllare i dati, ma alla fine è diventato chiaro che avevamo un rilevamento reale e solido”. Conclude McGaugh: “Provengo dallo stesso gruppo di ricerca della comunità scientifica che studia la materia oscura e fa male pensare che possiamo sbagliarci. Ma Milgrom predisse i comportamenti delle galassie più di 30 anni fa con MOND. Nessun’altra ipotesi ha anticipato il comportamento osservato”.
Di: Luigi Bignami
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