Gli scienziati dietro una teoria secondo cui la velocità della luce è variabile - e non costante come suggerito da Einstein - hanno fatto una previsione che potrebbe essere testata.

Einstein osservò che la velocità della luce rimane la stessa in ogni situazione, e questo significava che spazio e tempo potevano essere diversi in situazioni diverse.

L'ipotesi che la velocità della luce sia costante, ed è sempre stato, alla base di molte teorie in fisica, come la teoria della relatività generale di Einstein. In particolare, svolge un ruolo nei modelli di ciò che è accaduto nell'universo primordiale, secondi dopo il Big Bang.

Ma alcuni ricercatori hanno suggerito che la velocità della luce avrebbe potuto essere molto più alta in questo primo universo. Ora, uno degli ideatori di questa teoria, Professor João Magueijo dell'Imperial College di Londra, lavorando con il dottor Niayesh Afshordi presso il Perimeter Institute in Canada, ha fatto una previsione che potrebbe essere utilizzata per testare la validità della teoria.

Strutture nell'universo, per esempio le galassie, tutti formati da fluttuazioni nell'universo primordiale - minuscole differenze di densità da una regione all'altra. Una registrazione di queste prime fluttuazioni è impressa sullo sfondo delle microonde cosmiche - una mappa della luce più antica dell'universo - sotto forma di un "indice spettrale".

Lavorando con la loro teoria secondo cui le fluttuazioni erano influenzate da una velocità variabile della luce nell'universo primordiale, Il professor Magueijo e il dottor Afshordi hanno ora utilizzato un modello per inserire una cifra esatta sull'indice spettrale. La cifra prevista e il modello su cui si basa sono pubblicati sulla rivista Revisione fisica D .

I cosmologi stanno attualmente ottenendo letture sempre più precise di questa figura, quindi quella previsione potrebbe presto essere testata, confermando o escludendo il modello del team dell'universo primordiale. La loro cifra è uno 0,96478 molto preciso. Questo è vicino alla stima attuale delle letture del fondo cosmico a microonde, che lo colloca intorno a 0,968, con qualche margine di errore.

IDEA RADICALE

Il professor Magueijo ha detto:"La teoria, che abbiamo proposto per la prima volta alla fine degli anni '90, ha ora raggiunto un punto di maturità:ha prodotto una previsione verificabile. Se le osservazioni nel prossimo futuro trovano che questo numero sia accurato, potrebbe portare a una modifica della teoria della gravità di Einstein.

"L'idea che la velocità della luce potesse essere variabile era radicale quando fu proposta per la prima volta, ma con una previsione numerica, diventa qualcosa che i fisici possono effettivamente testare. Se è vero, significherebbe che le leggi della natura non sono sempre state le stesse di oggi."

La verificabilità della teoria della velocità variabile della luce la distingue dalla teoria rivale più tradizionale:l'inflazione. L'inflazione dice che l'universo primordiale ha attraversato una fase di espansione estremamente rapida, molto più veloce dell'attuale tasso di espansione dell'universo.

IL PROBLEMA DELL'ORIZZONTE

Queste teorie sono necessarie per superare quello che i fisici chiamano il "problema dell'orizzonte". L'universo come lo vediamo oggi sembra essere ovunque sostanzialmente lo stesso, per esempio ha una densità relativamente omogenea.

Questo potrebbe essere vero solo se tutte le regioni dell'universo fossero in grado di influenzarsi a vicenda. Però, se la velocità della luce è sempre stata la stessa, allora non è passato abbastanza tempo perché la luce abbia viaggiato fino ai confini dell'universo, e "pari" l'energia.

Per analogia, per riscaldare uniformemente una stanza, l'aria calda proveniente dai radiatori alle due estremità deve attraversare la stanza e mescolarsi completamente. Il problema per l'universo è che la 'stanza' – la dimensione osservata dell'universo – sembra essere troppo grande perché ciò sia accaduto nel tempo da quando è stato formato.

La teoria della velocità variabile della luce suggerisce che la velocità della luce fosse molto più alta nell'universo primordiale, permettendo ai bordi distanti di essere collegati mentre l'universo si espandeva. La velocità della luce sarebbe quindi diminuita in modo prevedibile al variare della densità dell'universo. Questa variabilità ha portato il team alla previsione pubblicata oggi.

La teoria alternativa è l'inflazione, che tenta di risolvere questo problema dicendo che l'universo primitivo si è livellato mentre era incredibilmente piccolo, e poi improvvisamente ampliato, con l'uniformità già impressa su di essa. Mentre questo significa che la velocità della luce e le altre leggi della fisica come le conosciamo sono preservate, richiede l'invenzione di un 'campo di inflazione' – un insieme di condizioni che esistevano solo in quel momento.

"Geometria critica di un big bang termico" di Niayesh Afshordi e João Magueijo è pubblicato in Revisione fisica D .