MOND sfida la materia oscura

I risultati di uno studio effettuato su numerose galassie con una ricca componente gassosa sono in accordo con quanto previsto da una teoria proposta negli anni ’80, alternativa all'ipotesi dell'esistenza della materia oscura.

I risultati di un nuovo studio, che ha preso in esame un campione selezionato di galassie, sono pienamente compatibili con quanto previsto da una teoria che potremmo definire “vintage”: un po’ datata, non a tutti piace, però non la si butta via. È la teoria MOND, Modified Newtonian Dynamics.

Formulata e proposta all’inizio degli anni ’80, offre una versione modificata della dinamica newtoniana, ovvero di quell’insieme di leggi fisiche che descrivono le relazioni fra le forze e le accelerazioni, gravità compresa.

C’è sempre stata perfetta sintonia fra quanto previsto dalle classiche leggi di Newton e i fenomeni che si osservano, almeno fino a quando non si decise di studiare la rotazione delle galassie. Fu a quel punto che ci si accorse che la teoria prevedeva qualcosa che in realtà non succede.

Le galassie ruotano su sé stesse in modo diverso dal previsto, man mano che ci si allontana dal centro la velocità dovrebbe diminuire e invece questo non si verifica. È come se fossero composte da molta più materia di quanta se ne riesca a rilevare: non si tratta di stelle, né di gas, nulla di conosciuto o in qualche modo visibile con i nostri strumenti. A questo punto le strade sono due. O questa materia extra c’è davvero. Oppure le leggi che usiamo non vanno bene su scale galattiche.

Se scegliamo la prima via, ecco entrare in scena la materia oscura: la teoria che ne accetta l’esistenza è quella che riscuote più consensi, quella più di moda, anche se l’identità di questa materia continua a restare, per l’appunto, oscura. Se invece ipotizziamo che di materia oscura non ce ne sia e che le leggi che conosciamo debbano in qualche modo cambiare nel momento in cui si considerano sistemi come le galassie, una delle modifiche proposte è proprio la teoria MOND che, recentemente, ha trovato nuove conferme.

Lo studio in questione, condotto da Stacy McGaugh dell’Università del Maryland, ha preso in esame 47 galassie con una ricca componente gassosa e, per tutte, ha riscontrato una compatibilità molto buona fra i dati osservativi e le previsioni teoriche ottenute applicando le leggi MOND.

Sono state scelte galassie particolarmente ricche di gas perché contengono relativamente meno stelle ed è l’incertezza nella stima della massa delle stelle a rendere i test poco accurati. È fondamentale ottenere misure affidabili della massa e della velocità di rotazione delle galassie per poter fare confronti attendibili con i valori teorici MOND. I confronti sono andati benissimo dimostrando una compatibilità fra osservazioni e teoria che supera quella ottenuta con i modelli teorici che contemplano la materia oscura.

Se, tuttavia, i conti tornano quando si parla di galassie, la teoria MOND non è di grande aiuto passando a scale ancora più grandi, quelle degli ammassi di galassie dove la sfida si apre a un altro potentissimo rivale: l’energia oscura. Per il momento bisogna prendere atto che la teoria MOND ha funzionato: “se la teoria corretta è quella della materia oscura”, si chiede McGaugh, “perché la MOND si è dimostrata valida?”. In ogni caso la teoria vincente, qualunque essa sia, dovrà rendere conto anche di questo fatto non trascurabile.

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