Oltre la relatività: un “glitch cosmico” sfida 100 anni di fisica

Con la sua teoria della relatività generale, Albert Einstein ha gettato le basi per la nostra comprensione dell’universo, fornendo un modello matematico che ha permesso di spiegare fenomeni come la curvatura dello spazio-tempo, la formazione delle stelle e persino l’esistenza dei buchi neri. Tuttavia, un recente studio condotto da un team di ricercatori canadesi suggerisce che questa teoria, apparentemente inattaccabile, potrebbe presentare una falla. Gli scienziati hanno infatti individuato quello che hanno definito un “glitch cosmico” nella gravità, ovvero un indebolimento dell’1% della forza di attrazione gravitazionale su distanze di miliardi di anni luce.

Questa scoperta potrebbe contribuire a far luce sull’enigmatico fenomeno dell’espansione accelerata dell’universo e aprire la strada a una nuova era nella nostra comprensione della gravità su scala cosmica. Vi linko intanto il paper pubblicato sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, poi ne parliamo.

Un modello gravitazionale incompleto?

La teoria della relatività generale di Einstein, pubblicata nel 1915, ha rivoluzionato il nostro modo di concepire lo spazio, il tempo e la gravità. Secondo questo modello, la gravità non è una forza nel senso tradizionale del termine. È piuttosto una conseguenza della curvatura dello spazio-tempo causata dalla presenza di massa ed energia. Questa teoria ha permesso di spiegare con successo numerosi fenomeni astronomici, dalla deflessione della luce delle stelle durante le eclissi solari alla precessione dell’orbita di Mercurio.

Tuttavia, quando si cerca di applicare la relatività generale su scale cosmiche, emergono alcune apparenti incongruenze. Come spiega Robin Wen, autore principale dello studio e laureato in fisica matematica presso l’Università di Waterloo, “quando cerchiamo di comprendere la gravità su scala cosmica, a livello di ammassi di galassie e oltre, incontriamo inconsistenze con le previsioni della relatività generale”. In particolare, la gravità sembra diventare circa l’1% più debole quando si considerano distanze nell’ordine dei miliardi di anni luce.

Un “glitch cosmico” nella gravità

Per spiegare questa discrepanza, il team di ricercatori ha proposto un nuovo modello. Un modello che introduce quello che è stato definito un “glitch cosmico” nella teoria di Einstein. In sostanza, si tratta di una modifica alle equazioni della relatività generale che tiene conto di questo indebolimento della gravità su scale cosmiche.

Pensate a questo modello come a una nota a piè di pagina della teoria di Einstein. Una volta raggiunta la scala cosmica, si applicano termini e condizioni speciali.

Robin Wen

Questo “glitch” potrebbe contribuire a risolvere uno dei più grandi misteri della cosmologia moderna: l’espansione accelerata dell’universo. Circa un secolo fa, infatti, gli astronomi hanno scoperto che l’universo non solo si sta espandendo, ma che questa espansione sta accelerando. Le galassie più lontane si allontanano da noi a velocità sempre maggiori, tanto da sembrare muoversi quasi alla velocità della luce, il limite massimo consentito dalla teoria di Einstein (checché ne dicano).

Una nuova era nella comprensione della gravità

Secondo Niayesh Afshordi, coautore dello studio e professore di astrofisica all’Università di Waterloo, questa scoperta suggerisce che, su scale cosmiche, semplicemente la teoria di Einstein potrebbe essere insufficiente.

Il nostro modello del ‘glitch cosmico’ potrebbe essere solo il primo indizio di un puzzle che stiamo iniziando a risolvere attraverso lo spazio e il tempo.

Niayesh Afshordi

In sintesi, il modello proposto dal team canadese è solo un primo passo verso una comprensione più completa della gravità su scala cosmica. Saranno necessari ulteriori studi e osservazioni per confermare l’esistenza di questo “glitch” e per esplorarne tutte le implicazioni. Anche dopo oltre un secolo, la teoria di Einstein continua a stupirci e a sfidare le nostre convinzioni più radicate.