Le stelle rivelano difetti nella legge di gravitazione di Newton

Un gruppo di intrepidi scienziati ora pensa che dovremmo sostituire la legge di gravitazione di Newton con una nuova legge.

Se hanno ragione, dovremmo anche sbarazzarci dell’idea di misteriosa materia oscura, che definisce l’intera scienza della cosmologia.

La materia oscura salva la gravità

Isaac Newton pubblicò il suo trattato fondamentale, “I principi matematici della filosofia naturale” il 5 luglio 1687.

Sostiene che due oggetti si attraggono attraverso le loro masse e che la gravità diminuisce all’aumentare della distanza tra loro.

Ogni volta che la distanza raddoppia, la gravità diminuisce di un quarto. E il principio, secondo Newton, vale ovunque, da un capo all’altro dell’universo.

Albert Einstein si è basato sulla legge di gravitazione di Newton con la sua teoria della relatività generale del 1915. In essa, spiega come si verifica l’attrazione collettiva: gli oggetti pesanti inarcano lo spazio intorno a loro. Ad esempio, il campo gravitazionale terrestre forma un “buco” nello spazio in cui la Luna ruota come una pallina della roulette.

Einstein concordava con Newton sul fatto che la forza gravitazionale tra due masse diminuisce di un quarto quando la distanza tra loro raddoppia.

Tuttavia, questo dogma è stato messo in discussione negli anni ’70, quando l’astronomo Vera Rubin ha fatto una scoperta sorprendente: se la gravità rallentasse tanto quanto sostenevano Newton ed Einstein, dovrebbe trascinare le stelle esterne nella galassia ruotando come gocce d’acqua in una rondella rotante.

Rubin ha suggerito che le galassie sono circondate da una nuvola di materia oscura invisibile di massa enorme che tiene sotto controllo le stelle esterne grazie alla loro gravità.

La materia oscura può spiegare la rotazione delle galassie e preservare le leggi di gravità che le osservazioni di Rubin hanno corrotto.

Da allora, la materia oscura è diventata una pietra angolare di quasi tutte le ricerche astronomiche.

Finora.

I ribelli sfidano i giganti

Gli astronomi sono stati scettici sull’idea della materia oscura. Pensavano che le galassie contenessero solo le stelle luminose e il gas che vediamo.

Il critico più famoso della materia oscura è stato l’astrofisico israeliano Mordihai Milgrom. Nel 1983 fece ciò che nessun astronomo aveva osato pensare: corresse la legge di gravità di Newton.

Il risultato: una teoria chiamata MOND (Modified Newtonian Dynamics). Secondo MOND, la legge di Newton si applica su piccole scale cosmiche, come nel sistema solare, ma non a decine di migliaia di anni luce di distanza.

Questa teoria potrebbe far precipitare la cosmologia in una profonda crisi perché metteva in discussione la gravità stessa.

L’interesse per MOND era molto modesto, ma ora sta crescendo. Questo perché i fisici hanno cercato per decenni la materia oscura nei rivelatori sotterranei e hanno cercato di produrla nel più grande acceleratore del mondo, l’LHC, senza successo.

Quindi non ci sono ancora prove concrete dell’esistenza della materia oscura.

Gli ammassi stellari ignorano Newton

Il telescopio Gaia è stato lanciato nel 2013 e da allora ha mappato due miliardi di stelle nella Via Lattea.

Le osservazioni di Gaia di cinque ammassi di giovani stelle vicino al Sole forniscono l’argomento più forte finora contro Newton e l’approvazione di MOND.

La dorsale si trova a 28.000 anni luce dal cuore della Via Lattea, abbastanza per mostrare se i moti delle stelle sono conformi alla Legge di Gravità di Newton, o MOND.

Negli ammassi stellari, circa un migliaio di stelle nascono quasi contemporaneamente in una grande nube di gas. All’inizio è convesso, ma mentre ruota con la galassia, si allunga a causa della gravità delle stelle nel nucleo della galassia.

L’ammasso stellare diventa così allungato che le stelle esplodono alle estremità. Secondo le leggi di gravità sia di Newton che di Einstein, questi due gruppi di stelle dovrebbero avere le stesse dimensioni, ma secondo le osservazioni di Gaia, ci sono più cumuli alla “porta d’ingresso” dei Cinque che alla “porta sul retro”.

Le osservazioni di Gaia sono coerenti con MOND, che prevede che la gravità sia inferiore su lunghe distanze rispetto a quanto affermato da Newton ed Einstein.

La maggiore gravità dal centro della Via Lattea attira più stelle attraverso la porta anteriore della pila e rallenta il trasporto attraverso la porta sul retro.

Ora, il gruppo di ricerca guidato dall’astrofisico Pavel Krupa della Charles University di Praga esaminerà più ammassi stellari usando Gaia per determinare se tutti ascoltano la controversa teoria.

Se così fosse, la teoria di Newton potrebbe andare in discarica, insieme alla materia oscura ea tutta la cosmologia moderna.

O come ha detto Pavel Krupa in un’intervista a nuovo mondo Sulla pubblicazione delle scoperte del suo team: “Se la teoria MOND è corretta, allora tutti i calcoli attuali sulle galassie sono sbagliati”. Quindi torniamo al punto di partenza e dobbiamo reinventare la cosmologia.