Una nuova teoria della gravità potrebbe spiegare i curiosi moti delle stelle nelle galassie. gravità emergente, come viene chiamata la nuova teoria, predice la stessa identica deviazione dei movimenti che di solito viene spiegata invocando la materia oscura. Prof. Erik Verlinde, rinomato esperto di teoria delle stringhe presso l'Università di Amsterdam e il Delta Institute for Theoretical Physics, ha pubblicato oggi un nuovo documento di ricerca in cui espande le sue visioni rivoluzionarie sulla natura della gravità.

Nel 2010, Erik Verlinde ha sorpreso il mondo con una teoria della gravità completamente nuova. Secondo Verlinde, la gravità non è una forza fondamentale della natura, ma un fenomeno emergente. Allo stesso modo in cui la temperatura deriva dal movimento di particelle microscopiche, la gravità emerge dai cambiamenti delle informazioni fondamentali, immagazzinato nella struttura stessa dello spaziotempo.

Legge di Newton dall'informazione

Nel suo articolo del 2010 (Sull'origine della gravità e le leggi di Newton), Verlinde mostrò come la famosa seconda legge di Newton, che descrive come le mele cadono dagli alberi e i satelliti rimangono in orbita, può essere derivato da questi mattoni microscopici sottostanti. Estendere il suo lavoro precedente e il lavoro svolto da altri, Verlinde ora mostra come comprendere il curioso comportamento delle stelle nelle galassie senza aggiungere la sconcertante materia oscura.

Le regioni esterne delle galassie, come la nostra Via Lattea, ruotano molto più velocemente attorno al centro di quanto possa essere spiegato dalla quantità di materia ordinaria come le stelle, pianeti e gas interstellari. Qualcos'altro deve produrre la quantità richiesta di forza gravitazionale, così i fisici hanno proposto l'esistenza della materia oscura. La materia oscura sembra dominare il nostro universo, comprende più dell'80% di tutta la materia. Finora, le presunte particelle di materia oscura non sono mai state osservate, nonostante molti sforzi per individuarli.

Non c'è bisogno di materia oscura

Secondo Erik Verlinde, non è necessario aggiungere alla teoria una misteriosa particella di materia oscura. In un nuovo documento, apparso oggi sul server di prestampa ArXiv, Verlinde mostra come la sua teoria della gravità predice accuratamente le velocità con cui le stelle ruotano attorno al centro della Via Lattea, così come il moto delle stelle all'interno di altre galassie.

"Abbiamo prove che questa nuova visione della gravità in realtà concorda con le osservazioni, " dice Verlinde. "Su larga scala, sembra, la gravità semplicemente non si comporta come prevede la teoria di Einstein".

A prima vista, La teoria di Verlinde presenta caratteristiche simili alle teorie modificate della gravità come la MOND (modified Newtonian Dynamics, Mordehai Milgrom (1983)). Però, dove MOND sintonizza la teoria in modo che corrisponda alle osservazioni, La teoria di Verlinde parte dai primi principi. "Un punto di partenza completamente diverso, "secondo Verlinde.

Adattamento del principio olografico

Uno degli ingredienti della teoria di Verlinde è un adattamento del principio olografico, introdotto dal suo tutore Gerard 't Hooft (Premio Nobel 1999, Utrecht University) e Leonard Susskind (Stanford University). Secondo il principio olografico, tutte le informazioni nell'intero universo possono essere descritte su una gigantesca sfera immaginaria che lo circonda. Verlinde ora mostra che questa idea non è del tutto corretta:parte delle informazioni nel nostro universo è contenuta nello spazio stesso.

Queste informazioni extra sono necessarie per descrivere quell'altra componente oscura dell'universo:l'energia oscura, che si crede sia responsabile dell'espansione accelerata dell'universo. Indagando sugli effetti di queste informazioni aggiuntive sulla materia ordinaria, Verlinde giunge a una conclusione sbalorditiva. Considerando che la gravità ordinaria può essere codificata utilizzando le informazioni sulla sfera immaginaria intorno all'universo, come ha mostrato nel suo lavoro del 2010, il risultato delle informazioni aggiuntive nella maggior parte dello spazio è una forza che corrisponde perfettamente a quella attribuita alla materia oscura.

Sull'orlo di una rivoluzione scientifica

Gravity ha un disperato bisogno di nuovi approcci come quello di Verlinde, poiché non si combina bene con la fisica quantistica. Entrambe le teorie, gioielli della corona della fisica del XX secolo, non può essere vero allo stesso tempo. I problemi sorgono in condizioni estreme:vicino a buchi neri, o durante il Big Bang. Verlinde dice, "Molti fisici teorici come me stanno lavorando a una revisione della teoria, e sono stati fatti alcuni importanti progressi. Potremmo trovarci sull'orlo di una nuova rivoluzione scientifica che cambierà radicalmente le nostre opinioni sulla natura stessa dello spazio, tempo e gravità."