Nuova teoria della gravità? I fisici affermano di aver trovato prove della dinamica newtoniana modificata

MOND è l'acronimo in inglese di Dinamica Newtoniana Modificata, conosciuta come dinamica Newtoniana modificata o teoria della gravità modificata. Si tratta di un'ipotesi emersa come possibile spiegazione per le osservazioni della dinamica delle galassie secondo cui le stelle sono più veloci del previsto.

Attualmente l’idea più accettata è quella della materia oscura. Le osservazioni supportano l’idea che esista materia che interagisce solo gravitazionalmente e non è osservabile nello spettro elettromagnetico. Ciò spiegherebbe le velocità e le dinamiche delle galassie e degli ammassi.

Tuttavia, diversi fisici scommettono sulla MOND e cercano attivamente prove che la teoria della gravità di Newton debba essere modificata. Ciò escluderebbe la necessità della materia oscura. Recentemente, un articolo è stato pubblicato sull'Astrophysical Journal in cui si afferma che sono state trovate prove dell'esistenza della MOND.

Il problema della velocità delle galassie

Utilizzando la teoria della gravitazione universale di Newton insieme alle leggi di Keplero, ci si aspetta che la curva di velocità delle stelle cada con il raggio della galassia. Questo è qualcosa di simile a ciò che accade nel Sistema Solare e si chiama orbite kepleriane.

Secondo queste leggi, ci si aspettava che lo stesso accadesse alle stelle ai margini della galassia, orbiterebbero più lentamente. Con le osservazioni si sono resi conto che le stelle hanno la stessa velocità delle stelle più vicine al centro.

Nasce l'idea della materia oscura

Spiegare questa discrepanza tra ciò che ci si aspettava in teoria e ciò che era osservabile fu la base per introdurre il concetto di materia oscura. Se ci fosse più materia, la curva della velocità corrisponderebbe a quella prevista dalla teoria. Questa materia, però, sarebbe invisibile e interagirebbe solo gravitazionalmente.

Il concetto di materia oscura è stato messo a dura prova, dalle stelle agli ammassi di galassie. Ad oggi, il concetto di materia oscura concorda sia con le leggi di gravitazione di Newton che di Einstein.

Il grosso problema è: cos’è la materia oscura? Ad oggi le uniche prove sono indirette e di origine gravitazionale. Pertanto, alcuni fisici preferiscono l'alternativa che la teoria di Newton debba effettivamente essere modificata e che la materia oscura non esista.

Cos'è MOND?

MOND è una delle teorie modificate della gravità. È stato creato negli anni '80 dal fisico Mordehai Milgrom per spiegare anche la discrepanza tra la velocità prevista delle stelle e la velocità osservata delle stelle in una galassia.

Per Milgrom, la forza gravitazionale non cade secondo il raggio quadrato come previsto da Newton. In questo caso la forza gravitazionale cadrebbe solo con il raggio, senza bisogno di elevarlo al quadrato. Ciò sarebbe più evidente alle basse accelerazioni.

Prove da MOND

Nel lavoro pubblicato sull'Astrophysical Journal e guidato da un team coreano, hanno studiato l'interazione gravitazionale di 26.500 stelle binarie. Stelle che orbitano l'una attorno all'altra ad una data distanza. Il gruppo ha studiato l'accelerazione gravitazionale di una stella che interagisce con un'altra.

Il gruppo ha scoperto che accelerazioni estremamente basse sono diverse da quelle previste dalle teorie di Newton ed Einstein. L'accelerazione osservata è dal 30% al 40% maggiore di quella prevista dalle teorie tradizionali. E in questo caso il gruppo sostiene che la materia oscura non è una spiegazione possibile.

Rivoluzione fisica in arrivo?

Forti prove provenienti dalla MOND indicherebbero che forse non abbiamo così tanto bisogno dell’idea della materia oscura e la cosmologia stessa dovrebbe essere ripensata. Ciò porterebbe una rivoluzione sia nella fisica, nell’astronomia e nella cosmologia.

Ma come disse una volta lo stesso Carl Sagan, affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie. C’è ancora molta strada da fare affinché questa possa essere considerata una prova, oltre a nuovi studi più dettagliati.

MOND non è la fine della fisica come la conosciamo

I fisici sostengono che la MOND non ha bisogno di annullare il lavoro di Newton ed Einstein. Allo stesso modo in cui la relatività generale di Einstein spiega dove la fisica newtoniana inizia a fallire, la MOND può funzionare allo stesso modo per basse accelerazioni.

Se la MOND diventasse una teoria come quella di Newton e di Einstein, si tratterebbe di un raggruppamento di tre teorie della gravità. E i tre diventerebbero validi ciascuno nel proprio ambito di operatività.

Carl Sagan aveva ragione

Sia la Fisica di Newton che quella di Einstein sono state sottoposte a test diversi da quando sono state introdotte. Ad oggi, le prove in merito sono più forti e più sensibili rispetto ad altre possibilità per spiegare la gravità.

Saranno necessarie prove molto forti, con test ripetuti per anni affinché la MOND raggiunga lo stesso livello. Quindi fino ad allora dovremo aspettare.