Mappa della materia oscura della regione di indagine KiDS (regione G12). Credito:sondaggio KiDS
Le osservazioni delle curve di rotazione galattica forniscono una delle più forti linee di prova che puntano verso l'esistenza della materia oscura, una forma di materia non barionica che costituisce circa l'85% della materia nell'Universo osservabile. Le attuali valutazioni delle curve di rotazione galattica si basano su un quadro di conti newtoniani della gravità, un nuovo articolo pubblicato su EPJ DO , di Gerson Otto Ludwig, Istituto Nazionale per la Ricerca Spaziale, Brasile, suggerisce che se questo viene sostituito con un modello basato sulla relatività generale, viene alleviata la necessità di ricorrere alla materia oscura, sostituito dagli effetti del gravitomagnetismo.
Il ruolo principale della materia oscura, Ludwig sottolinea nel documento, storicamente è stato quello di risolvere la disparità tra le osservazioni astrofisiche e le attuali teorie della gravità. In poche parole, se la materia barionica, la forma di materia che vediamo intorno a noi ogni giorno, composta da protoni, neutroni ed elettroni:è l'unica forma di materia, allora non dovrebbe esserci abbastanza forza gravitazionale per impedire alle galassie di separarsi.
Trascurando le correzioni relativistiche generali alla gravità newtoniana derivanti dalle correnti di massa, e trascurando queste correnti di massa, Ludwig afferma che questi modelli mancano anche modifiche significative alle curve di rotazione:le velocità orbitali delle stelle visibili e del gas tracciate rispetto alla loro distanza radiale dal centro della loro galassia. Ciò è dovuto a un effetto nella relatività generale non presente nella teoria della gravità di Newton:il frame-dragging o l'effetto Lense Thirring. Questo effetto si verifica quando un oggetto rotante massiccio come una stella o un buco nero "trascina" con sé il tessuto stesso dello spaziotempo, a sua volta dando origine a un campo gravitomagnetico.
In questo documento, Ludwig presenta un nuovo modello per le curve di rotazione delle galassie che è in accordo con i precedenti sforzi riguardanti la relatività generale. Il ricercatore dimostra che anche se gli effetti dei campi gravitomagnetici sono deboli, la loro scomposizione in modelli allevia la differenza tra le teorie della gravità e le curve di rotazione osservate, eliminando la necessità della materia oscura. La teoria ha ancora bisogno di qualche sviluppo prima di essere ampiamente accettata, con l'autore che sottolinea in particolare che l'evoluzione temporale delle galassie modellate con questo quadro è un problema complesso che richiederà un'analisi molto più approfondita.
Ludwig conclude suggerendo che tutti i calcoli eseguiti con modelli di dischi galattici sottili eseguiti fino a questo punto potrebbero dover essere ricalcolati, e il concetto stesso di materia oscura, interrogato.