Un gruppo internazionale di scienziati, tra cui la cattedra di astronomia della Case Western Reserve University Stacy McGaugh, ha pubblicato una ricerca sostenendo che un'idea rivale della popolare ipotesi della materia oscura predice in modo più accurato un fenomeno galattico che sembra sfidare le regole classiche della gravità.

Questo è significativo, dicono gli astrofisici, perché stabilisce ulteriormente l'ipotesi, chiamata dinamica newtoniana modificata (MOND), o "gravità modificata" - come una possibile spiegazione per un dilemma cosmologico:che le galassie sembrano contravvenire alle regole di gravità a lungo accettate tracciate da Sir Isaac Newton alla fine del 1600.

Il mistero:per decenni, abbiamo misurato più attrazione gravitazionale nello spazio di quanto pensiamo che dovremmo avere, che non c'è abbastanza materia visibile o conosciuta per spiegare tutto.

Così, i sostenitori della materia oscura teorizzano che la maggior parte dell'universo conosciuto sia in realtà fatto di materiale che non interagisce con la luce, rendendolo invisibile e non rilevabile, ma che questo materiale spiega gran parte dell'attrazione gravitazionale tra le galassie. È stata la teoria prevalente per quasi 50 anni.

teoria MOND, una controspiegazione introdotta dal fisico Mordehai Milgrom del Weizmann Institute (Israele) nei primi anni '80, dice che questa attrazione gravitazionale esiste perché le regole della gravità sono leggermente alterate.

Invece di attribuire l'eccessiva attrazione gravitazionale a qualcosa di invisibile, materia oscura non rilevabile, MOND suggerisce che la gravità a basse accelerazioni è più forte di quanto sarebbe previsto da una pura comprensione newtoniana.

Inoltre, MOND ha fatto una previsione audace:i moti interni di un oggetto nel cosmo non dovrebbero dipendere solo dalla massa dell'oggetto stesso, ma anche l'attrazione gravitazionale di tutte le altre masse nell'universo, chiamata "effetto di campo esterno" (EFE).

Milgrom ha detto che i risultati, se ampiamente confermato, sarebbe "l'arma fumante che dimostra che le galassie sono governate da dinamiche modificate piuttosto che obbedire alle leggi di Newton e della relatività generale".

150 galassie testate per EFE

McGaugh e i suoi collaboratori, guidato da Kyu-Hyun Chae, dalla Sejong University in Corea del Sud, dicono di aver rilevato questo EFE in più di 150 galassie studiate.

I loro risultati sono stati pubblicati di recente in Il Giornale Astrofisico .

"L'effetto di campo esterno è una firma unica di MOND che non si verifica nella gravità di Newton-Einstein, "Ha detto McGaugh. "Questo non ha alcuna analogia nella teoria convenzionale con la materia oscura. Rilevare questo effetto è un vero grattacapo".

Il team di sei astrofisici e astronomi comprende l'autore principale Chae e altri collaboratori del Regno Unito, Italia e Stati Uniti.

"Ho lavorato sull'ipotesi che la materia oscura esista, quindi questo risultato mi ha davvero sorpreso, " disse Chae. "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 la MOND piuttosto che l'ipotesi della materia oscura".

Analizzare le galassie rotanti

Il gruppo ha analizzato 153 curve di rotazione delle galassie a disco come parte del loro studio. Le galassie sono state selezionate dal database Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), creato da un altro collaboratore, Federico Lelli, durante i suoi studi post-dottorato alla Case Western Reserve, McGaugh e il coautore James Schombert, dell'Università dell'Oregon.

Oltre a Chae, McGaugh, Lelli e Schombert, gli autori della ricerca erano Pengfei Li della Case Western Reserve e Harry Desmond dell'Università di Oxford.

Gli scienziati hanno affermato di aver dedotto l'EFE osservando che le galassie in forti campi esterni rallentavano (o mostravano curve di rotazione decrescenti) più frequentemente delle galassie in campi esterni più deboli, come previsto dal solo MOND.

Lelli si è detto scettico sui risultati in un primo momento "perché l'effetto del campo esterno sulle curve di rotazione dovrebbe essere molto piccolo. Abbiamo passato mesi a controllare varie sistematiche. Alla fine, è diventato chiaro che avevamo un vero, rilevamento solido."

McGaugh ha affermato che lo scetticismo fa parte del processo scientifico e comprende la riluttanza di molti scienziati a considerare il MOND come una possibilità.

"Vengo dallo stesso posto di quelli della comunità della materia oscura, " ha detto. "Fa male pensare che potremmo essere così sbagliato. Ma Milgrom lo aveva previsto più di 30 anni fa con MOND. Nessun'altra teoria ha anticipato il comportamento osservato".