Le stelle rivelano difetti nella legge di gravità di Newton

Un audace gruppo di scienziati ora pensa che dovremmo sostituire la legge di gravitazione di Newton con una nuova.

Se hanno ragione, allora dovremmo sbarazzarci anche dell’idea di misteriosa materia oscura, che determina tutta la cosmologia.

La materia oscura salva la gravità

Isaac Newton pubblicò il suo fondamentale trattato “Mathematical Principles of Natural Philosophy” il 5 luglio 1687.

Sostiene che due corpi si attraggono per le loro masse e che l’attrazione diminuisce all’aumentare della distanza che li separa.

Ogni volta che la distanza raddoppia, l’attrazione diminuisce di un quarto. E il principio, secondo Newton, vale ovunque, da un capo all’altro dell’universo.

Albert Einstein si basa sulla legge di gravitazione di Newton con la sua teoria della relatività generale del 1915. Spiega come si verifica l’attrazione di massa: i corpi pesanti piegano lo spazio attorno a loro. Ad esempio, il campo gravitazionale terrestre forma una “fossa” nello spazio in cui la luna rotola come una pallina della roulette.

Einstein concordava con Newton sul fatto che la forza di attrazione tra due masse scende a un quarto quando la distanza tra loro raddoppia.

Dit dogma werd echter in de jaren 1970 in twijfel getrokken toen astronoom Vera Rubin een voirssende ontdekking deed: vertraagt ​​​​de zwaartekracht zozeer als Newton en Einstein beweren, dan zouden de buitenste sterren in een stelsel door de rotatie weggeslingerd moeten worden als de waterdruppels in una lavatrice draaiende.

Rubin ha suggerito che le galassie sono circondate da una nube di materia oscura invisibile di enorme massa che tiene insieme le stelle esterne grazie alla sua gravità.

La materia oscura può spiegare la rotazione delle galassie e salvare le leggi di gravità compromesse dalle osservazioni di Rubin.

Da allora, la materia oscura è stata la pietra angolare di praticamente tutte le ricerche astronomiche.

Finora.

I ribelli sfidano i giganti

Gli astronomi erano scettici sull’idea della materia oscura. Pensavano che le galassie contenessero solo le stelle luminose e i gas che vediamo.

Il critico più famoso della materia oscura è stato l’astrofisico israeliano Mordehai Milgrom. Nel 1983 fece ciò che quasi nessun astronomo osava pensare: corresse la legge di gravità di Newton.

Il risultato: una teoria chiamata MOND (dinamica newtoniana modificata). Secondo MOND, la legge di Newton si applica a piccole scale cosmiche, come nel sistema solare, ma non a decine di migliaia di anni luce.

La teoria potrebbe gettare la cosmologia in una profonda crisi perché metteva in discussione la gravità stessa.

L’interesse per MOND è stato piuttosto modesto, ma sta crescendo. In effetti, i fisici hanno cercato per decenni la materia oscura nei rivelatori sotterranei e hanno cercato di produrla nel più grande acceleratore del mondo, l’LHC, senza successo.

Quindi non ci sono ancora prove concrete dell’esistenza della materia oscura.

Gli ammassi stellari ignorano Newton

Il telescopio Gaia è stato lanciato nel 2013 e da allora ha mappato 2 miliardi di stelle nella Via Lattea.

Le osservazioni di Gaia di cinque giovani ammassi stellari vicino al sole forniscono l’argomento più forte finora contro Newton ea favore di MOND.

I tumuli si trovano a 28.000 anni luce dal cuore della Via Lattea, abbastanza lontano da mostrare se i moti delle stelle obbediscono alla legge di gravità di Newton, o MOND.

Negli ammassi stellari, circa un migliaio di stelle nascono quasi contemporaneamente in una grande nube di gas. Inizialmente sono convesse, ma mentre ruotano con la galassia si allungano a causa dell’attrazione gravitazionale delle stelle al centro della galassia.

L’ammasso stellare diventa così allungato che le stelle scorrono verso le estremità. Secondo le leggi gravitazionali di Newton ed Einstein, questi due ammassi stellari dovrebbero avere le stesse dimensioni, ma secondo le osservazioni di Gaia, ci sono più cumuli alla “porta” dei cinque che alla “porta sul retro”.

Le osservazioni di Gaia sono coerenti con MOND, che prevede che la gravità decade meno su lunghe distanze di quanto affermano Newton ed Einstein.

L’aumentata gravità del centro della Via Lattea attrae più stelle attraverso la porta d’ingresso del mucchio e rallenta il trasporto attraverso la porta sul retro.

Ora il gruppo di ricerca guidato dall’astrofisico Pavel Kroupa della Charles University di Praga esaminerà ancora più ammassi stellari con Gaia per determinare se tutti ascoltano la controversa teoria.

Se è così, la teoria di Newton potrebbe andare in discarica, insieme alla materia oscura ea tutta la cosmologia moderna.

O, come ha detto Pavel Kroupa in un’intervista a nuovo scienziato quando ha pubblicato i risultati del suo team: “Se la teoria MOND è corretta, allora tutti i calcoli attuali delle galassie sono sbagliati. Quindi torniamo al punto di partenza e dobbiamo reinventare la cosmologia.