UNA TEORIA CHE FA A MENO DELLA MATERIA OSCURA

Un’alternativa a Newton

La distribuzione dei moti delle stelle nelle galassie ellittiche può essere riprodotta dalle teorie f(R), un'alternativa alla legge di gravità di Newton e al paradigma della Materia Oscura. È quanto si sostiene in uno studio che apparirà su Astrophysical Journal e condotto da ricercatori dell'INAF-Osservatorio di Capodimonte, dell'Università Federico II di Napoli, delle Università di Santa Cruz e di Zurigo.

Una delle rare certezze della nostra esistenza qui sulla Terra è che un oggetto si muove dall’alto verso il basso se non condizionato da fattori diversi dalla gravità. Ce lo ha insegnato Isaac Newton, colpito dalla sua famosa mela. E la legge di gravitazione universale teorizzata e provata dal geniale matematico inglese sta alla base delle leggi della fisica che scienziati e ricercatori usano per comprendere i fenomeni celesti.

E però anche vero che le certezze possono essere riviste. Ci si chiede infatti se la gravità di Newton possa o meno avere delle alternative. Se esiste, insomma, qualche prova sperimentale a sostegno delle teorie alternative alla gravità newtoniana, quelle che  evitano il ricorso alla misteriosa materia oscura. Se lo sono chiesto, rispondendo affermativamente, un gruppo di ricercatori dell’INAF-Osservatorio di Capodimonte e delle Università di Napoli, di California Santa Cruz e di Zurigo, in un articolo che uscirà sull’Astrophysical Journal, dimostrando che nelle galassie ellittiche i moti delle stelle sono compatibili con teorie alternative alla gravità newtoniana.

Queste teorie, dette anche in gergo “teorie f(R)”, prevedono una estensione della Teoria di Einstein della Relatività Generale con una conseguente correzione dei potenziali gravitazionali generati da distribuzioni di massa nel cosmo. L’aspetto particolarmente innovativo è che, per classi generali di queste teorie come quelle utilizzate nel suddetto lavoro, i potenziali corretti sono capaci di spiegare i moti delle stelle e del gas nelle galassie senza dover invocare la presenza di materia oscura.

“Dal un punto di vista dei modelli dinamici delle galassie, abbiamo potuto verificare che la distribuzione dei moti delle stelle nelle galassie ellittiche può essere riprodotta con estrema accuratezza dalle teorie f(R). Le tre galassie prese in esame erano state già analizzate nell’ambito della dinamica newtoniana considerando aloni di materia oscura classici, con accuratezze simili. Allo stato attuale non è possibile escludere nessuna delle due Teorie, ma è interessante vedere che ci possono essere spiegazioni alternative al paradigma della Materia Oscura”, dice Nicola  Napolitano dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte, primo autore dell’articolo.

“Abbiamo voluto esplorare possibilità alternative ai modelli dinamici classici con potenziali newtoniani (per intenderci quelli che, per un punto materiale, vanno come l’inverso della distanza dal centro) perché il modello cosmologico standard con Materia Oscura Fredda non funziona egualmente bene a tutte le scale dell’Universo. In più mancano ancora evidenze conclusive, a livello fondamentale, sull’esistenza delle particelle elementari di cui questa Materia dovrebbe essere fatta”, aggiunge Massimo Capaccioli dell’Università “Federico II” di Napoli, e Consigliere d’Amministrazione dell’INAF, co-autore dell’articolo.

Per Salvatore Capozziello, esperto delle teorie f(R) dell’Università “Federico II” di Napoli: “Le galassie ellittiche non sono i soli sistemi la cui dinamica sembra compatibile con le teorie f(R). Ci sono evidenze simili nelle galassie a spirale e negli ammassi di galassie. Ma i modelli ottenuti con le ellittiche sono di una corrispondenza con le osservazioni senza precedenti e ci motivano a continuare con più convinzione sulla strada delle Teorie Alternative della Gravitazione”.

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Il Comunicato Stampa dell’INAF