Tensione di Hubble: forse risolto uno dei più grandi misteri della Cosmologia

Una Nuova Teoria per Risolvere il Mistero della Tensione di Hubble: La MOND come Alternativa alla Gravità di Einstein

Il mondo della cosmologia è in fermento a causa di un mistero che sfida le fondamenta stesse della nostra comprensione dell'universo: la cosiddetta "tensione di Hubble". Questa discrepanza, che coinvolge la costante di Hubble, potrebbe sembrare un dettaglio minore, ma ha il potenziale di scuotere le basi della fisica moderna. Di recente, una nuova teoria sta guadagnando terreno come possibile soluzione: la Dinamica Newtoniana Modificata, o MOND.

La Tensione di Hubble: Un Problema Non Risolto

La costante di Hubble è un parametro fondamentale in cosmologia che descrive la velocità con cui l'universo si sta espandendo. Essa prende il nome da Edwin Hubble, il quale, nel 1929, scoprì che le galassie si allontanano da noi a velocità proporzionali alla loro distanza. Questa relazione è stata poi espressa attraverso la costante di Hubble, un valore che dovrebbe essere unico e universale.

Tuttavia, il problema nasce quando si cerca di misurare questa costante. Utilizzando diversi metodi, gli scienziati hanno ottenuto risultati significativamente diversi. Da un lato, le misurazioni basate sulla radiazione cosmica di fondo, il residuo del Big Bang, forniscono un valore di circa 67,4 km/s/Mpc. Dall'altro lato, misurazioni che coinvolgono candele standard come le supernove di tipo Ia indicano un valore di circa 73,4 km/s/Mpc. Questa discrepanza, nota come tensione di Hubble, è uno dei più grandi misteri della cosmologia contemporanea.

La teoria della MOND

Nel tentativo di risolvere questa tensione, un team di ricercatori dell'Università di Bonn e dell'Università di St. Andrews ha proposto una spiegazione che potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della gravità. Questa teoria si basa sulla MOND (Modified Newtonian Dynamics), una revisione delle leggi gravitazionali tradizionali.

La MOND fu proposta per la prima volta negli anni '80 dall'astrofisico Mordehai Milgrom come un modo per spiegare le anomalie osservate nelle curve di rotazione delle galassie senza invocare la materia oscura. Secondo la gravità newtoniana tradizionale, gli oggetti che si allontanano dal centro di una galassia dovrebbero muoversi più lentamente. Tuttavia, le osservazioni mostrano che la velocità rimane costante, un'anomalia che ha portato all'ipotesi della materia oscura.

Milgrom, invece, propose che la gravità non segua esattamente le leggi di Newton a basse accelerazioni, come quelle trovate ai margini delle galassie. Secondo la MOND, la forza gravitazionale diminuisce più lentamente di quanto previsto dalla legge di Newton, spiegando così le curve di rotazione senza ricorrere alla materia oscura.

La MOND e la tensione di Hubble

Il nuovo studio delle università di Bonn e St. Andrews estende il concetto di MOND alla scala cosmologica. I ricercatori propongono che le discrepanze osservate nella costante di Hubble potrebbero derivare da un'inadeguatezza della teoria della relatività generale di Einstein, che è stata finora il pilastro della cosmologia moderna.

Secondo la MOND, la gravità potrebbe comportarsi in modo diverso su scale cosmiche rispetto a quanto previsto dalla relatività generale. Questo cambiamento potrebbe spiegare perché le misurazioni della costante di Hubble differiscono a seconda del metodo utilizzato. In particolare, la MOND suggerisce che l'espansione dell'universo potrebbe non essere uniforme, come presuppone la relatività generale, ma piuttosto influenzata da fattori gravitazionali che variano localmente.

Implicazioni

Se confermata, la teoria della MOND potrebbe avere profonde implicazioni per la nostra comprensione dell'universo. Essa non solo offrirebbe una soluzione alla tensione di Hubble, ma potrebbe anche ridurre la necessità di postulare l'esistenza della materia oscura, una componente misteriosa che costituisce circa il 27% dell'universo, ma che non è mai stata direttamente osservata.

Tuttavia, la MOND non è priva di critiche. Molti scienziati rimangono scettici riguardo alla sua capacità di sostituire completamente la teoria della relatività generale, che ha dimostrato di essere estremamente accurata in una vasta gamma di esperimenti e osservazioni. Inoltre, la MOND deve ancora dimostrare di poter spiegare fenomeni come le onde gravitazionali o l'espansione accelerata dell'universo, che sono ben descritte dalla teoria di Einstein.

Un altro aspetto da considerare è l'interazione tra la MOND e la materia oscura. Mentre la MOND potrebbe ridurre la necessità di materia oscura per spiegare le curve di rotazione delle galassie, non è chiaro come potrebbe influenzare altre osservazioni cosmologiche che attualmente richiedono la presenza di materia oscura, come la formazione delle strutture su larga scala nell'universo.

Il mistero della tensione di Hubble rappresenta una delle sfide più significative per la cosmologia moderna. La proposta di utilizzare la MOND come soluzione a questa discrepanza è affascinante e potrebbe segnare l'inizio di una nuova era nella comprensione della gravità e della struttura dell'universo. Tuttavia, come con tutte le nuove teorie, saranno necessarie ulteriori ricerche e osservazioni per determinare se la MOND possa effettivamente sostituire la relatività generale o se la tensione di Hubble richiederà un'altra soluzione.

In ogni caso, il dibattito è destinato a continuare, con la speranza che la ricerca ci avvicini sempre più alla comprensione dei segreti più profondi del cosmo. Le prossime osservazioni e studi saranno cruciali per testare la validità della MOND e per capire se questa teoria potrà davvero risolvere uno dei più grandi misteri della cosmologia contemporanea

Fonte: https://www.uni-bonn.de/en/news/231-2023