Casa dolce casa galattica. Mark Garlick/Getty Images Un recente articolo su Nature Astronomy offre una spiegazione del motivo per cui la nostra galassia sta attraversando l'universo con la stessa velocità. Il mio editore mi ha chiesto di riassumere i risultati. C'era della matematica in quel foglio, voi ragazzi. Tanta matematica. Anche, il giornale menzionava un filtro Wiener, e non sono del tutto sicuro, ma penso che il mio editore mi stia prendendo in giro.
Filtri Wiener a parte (in realtà è un noto filtro di elaborazione del segnale pensato per separare il rumore dal segnale), i risultati sono affascinanti ma piuttosto densi. Ecco cosa devi sapere.
Primo, l'universo si sta espandendo. Probabilmente lo sapevi già. La maggior parte delle galassie che possiamo vedere intorno alla nostra si stanno allontanando da noi a una velocità chiamata costante di Hubble. Prende il nome dall'astronomo Edwin Hubble, questa velocità è di circa 160 chilometri (100 miglia) al secondo per milione di anni luce. È il tasso di espansione standard dell'universo.
Oltre a questo tasso di espansione standard hai velocità specifiche associate a varie galassie. Questo è a causa della gravità. È la più debole delle quattro forze fondamentali dell'universo, ma su scala cosmica ha un grande impatto. La forza di gravità dipende dalla massa e dalla distanza. Man mano che gli oggetti massicci si avvicinano l'uno all'altro, esercitano una maggiore attrazione gravitazionale l'uno sull'altro. Ecco un rapido aggiornamento su queste quattro forze critiche:
Proprio adesso, la Via Lattea si sta avvicinando al centro di un'enorme collezione di galassie chiamata Laniakea. È il nostro gruppo di casa. Ma ecco la cosa curiosa:in base alla massa e alla distanza delle parti coinvolte, possiamo spiegare solo una parte del movimento della nostra galassia. Qualcos'altro deve essere aggiunto a questo effetto. Cosa potrebbe essere?
La risposta è la repulsione gravitazionale, che è un po' confuso. Dopotutto, la gravità attrae, Giusto? Quindi come funziona?
Immagina di trovarti al centro di una stanza. Questo è l'universo. Hai un Hula-Hoop intorno a te. Legate al telaio ci sono corde che si estendono come raggi da un mozzo a ciascun lato della stanza. All'altra estremità di ogni corda c'è una persona. Le persone rappresentano le galassie vicine.
Tutte le persone nella stanza hanno le stesse dimensioni e hanno la stessa forza, il che significa che tutte le galassie che ti circondano hanno la stessa massa e sono ugualmente distanti da te. Ogni persona prende una corda e inizia a tirare. Cosa ti succede? tu non vai da nessuna parte, perché tutte le forze si equilibrano a vicenda. L'Hula-Hoop sarà sospeso sopra il pavimento ma non si muoverà da una parte o dall'altra.
Ora immagina di sostituire un paio di quelle persone da un lato della stanza con dei sollevatori di pesi. Rappresentano galassie più grandi, che esercitano un'attrazione gravitazionale più forte di quelli più piccoli a causa della loro massa. Tutti iniziano a tirare. Questa volta, tu e il cerchio iniziate a muovervi sul pavimento verso i sollevatori di pesi. Ma le persone dall'altra parte della stanza stanno ancora tirando le corde, quindi non andrai più veloce che potresti se non ci fossero persone da quel lato della stanza.
Ecco la terza e ultima analogia. Sei in quella stessa stanza. Hai tre o quattro sollevatori di pesi su un lato della stanza ma solo una persona di taglia media dall'altro lato. Ora, quando le corde vengono tirate, ti sposterai molto più velocemente verso i sollevatori di pesi perché c'è meno resistenza.
Questa è repulsione gravitazionale:una persona di statura media rappresenta un'area poco densa dell'universo, che non può esercitare una forte attrazione gravitazionale su nulla. La gravità in realtà non può respingere nulla in quanto è una forza attrattiva. Ma se hai un'area sottodensa dell'universo, offre meno resistenza, che su scala cosmologica equivale a repulsione. Quello che sta realmente accadendo è che le aree sovraffollate stanno esercitando un'attrazione gravitazionale in gran parte incontrastata sulla tua galassia.
Questo è quello che stiamo vedendo con la Via Lattea. Una sezione troppo densa dell'universo sta esercitando una forte attrazione gravitazionale sulla nostra galassia, e c'è una sezione poco densa sul lato opposto. Gli scienziati lo chiamano un repellente a dipolo.
La cosa più importante da capire è che questa spiegazione si prende cura di alcune fastidiose domande che gli scienziati hanno avuto sulla velocità della nostra galassia che si muove attraverso l'universo. La seconda cosa più importante da ricordare è che il mio editore mi ha fatto fare molti calcoli per arrivare qui.
