L'articolo è pubblicato sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics .

Negli ultimi 100 anni, i fisici si sono affidati alla teoria della “relatività generale” di Albert Einstein per spiegare come funziona la gravità in tutto l’universo. La relatività generale, dimostrata accurata da innumerevoli test e osservazioni, suggerisce che la gravità influisce non solo su tre dimensioni fisiche ma anche su una quarta dimensione:il tempo.

"Questo modello di gravità è stato essenziale per tutto, dalla teorizzazione del Big Bang alla fotografia dei buchi neri", ha affermato Robin Wen, l'autore principale del progetto e neolaureato in fisica matematica a Waterloo.

"Ma quando proviamo a comprendere la gravità su scala cosmica, su scala di ammassi di galassie e oltre, incontriamo apparenti incongruenze con le previsioni della relatività generale. È quasi come se la gravità stessa smettesse di corrispondere perfettamente alla teoria di Einstein. Chiamiamo questa incoerenza un "problema tecnico cosmico":la gravità diventa circa l'1% più debole quando si tratta di distanze nell'ordine di miliardi di anni luce."

Per più di vent'anni fisici e astronomi hanno cercato di creare un modello matematico che spiegasse le apparenti incongruenze della teoria della relatività generale. Molti di questi sforzi hanno avuto luogo a Waterloo, che vanta una lunga storia di ricerca gravitazionale all'avanguardia derivante dalla continua collaborazione interdisciplinare tra matematici applicati e astrofisici.

"Quasi un secolo fa, gli astronomi hanno scoperto che il nostro universo si sta espandendo", ha affermato Niayesh Afshordi, professore di astrofisica all'Università di Waterloo e ricercatore presso il Perimeter Institute.

"Più le galassie sono lontane, più velocemente si muovono, al punto che sembrano muoversi quasi alla velocità della luce, il massimo consentito dalla teoria di Einstein. La nostra scoperta suggerisce che, proprio su quelle scale, la teoria di Einstein può anche essere insufficiente."

Il nuovo modello di "problema tecnico cosmico" elaborato dal team di ricerca modifica ed estende le formule matematiche di Einstein in un modo che risolve l'incoerenza di alcune misurazioni cosmologiche senza influenzare gli usi già riusciti della relatività generale.

"Pensalo come una nota a piè di pagina della teoria di Einstein", ha detto Wen. "Una volta raggiunta una scala cosmica, si applicano termini e condizioni."

"Questo nuovo modello potrebbe essere solo il primo indizio di un puzzle cosmico che stiamo iniziando a risolvere nello spazio e nel tempo", ha detto Afshordi.